Question

13．向由Cu、Cu₂O和CuO组成的混合物中，加入10mL 6mol•L^-1的稀硝酸溶液，恰好使混合物完全溶解，同时收集到标准状况下NO 224mL．请回答以下问题：
（1）写出Cu₂O与稀硝酸反应的离子方程式3Cu₂O+14H⁺+2NO₃^-=6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O．
（2）产物中硝酸铜的物质的量为0.025mol．
（3）若原混合物中有0.01molCu，则其中Cu₂O的物质的量为0.005mol，CuO的物质的量为0.005mol．

Answer 1

分析 硝酸与Cu、Cu₂O和CuO组成的混合物恰好反应，生成Cu（NO₃）₂与NO，根据n=$\frac{V}{Vm}$计算NO的物质的量，根据n=cV计算硝酸的物质的量，根据氮元素守恒可知n[Cu（NO₃）₂]=$\frac{1}{2}$[n（HNO₃）-n（NO）]，根据电子转移守恒有2n（Cu）+2n（Cu₂O）=3n（NO），据此计算n（Cu₂O），再根据铜元素守恒可知n（CuO）=n[Cu（NO₃）₂]-n（Cu）-2n（Cu₂O），根据m=nM计算Cu₂O与CuO的质量，进而计算二者的物质的量．

解答 解：（1）Cu₂O与稀硝酸反应+1价的铜被氧化，而+5价的氮被还原，离子方程式为3Cu₂O+14H⁺+2NO₃^-=6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O，故答案为：3Cu₂O+14H⁺+2NO₃^-=6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O；
（2）标准状况下224mLNO气体的物质的量为：$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，硝酸与Cu、Cu₂O和CuO组成的混合物恰好反应，生成Cu（NO₃）₂与NO，根据氮元素守恒可知n[Cu（NO₃）₂]=$\frac{1}{2}$[n（HNO₃）-n（NO）]=$\frac{1}{2}$（0.1L×0.6mol/L-0.01mol）=0.025mol，故答案为：0.025mol；
（3）根据电子转移守恒有2n（Cu）+2n（Cu₂O）=3n（NO），故0.01mol×2+2n（Cu₂O）=3×0.01mol，解得n（Cu₂O）=0.005mol，
根据铜元素守恒可知n（CuO）=n[Cu（NO₃）₂]-n（Cu）-2n（Cu₂O）=0.025mol-0.01mol-2×0.005=0.005mol，
故答案为；0.005mol； 0.005mol．

点评 本题考查混合物的有关计算，利用常规方法无法解答，注意利用原子守恒与电子转移守恒解答，难度中等，是对学生分析、思维能力的考查．