Question

10．硝酸是常见的氧化剂．硝酸可与下列五种物质[KMnO₄、Na₂CO₃、Cu₂O、Fe₂（SO₄）₃和H₂O]中的一种物质（甲）发生氧化还原反应．其中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：3，按要求回答下列问题：
（1）完成该氧化还原反应的化学方程式：
3Cu₂O+14HNO₃═6Cu（NO₃）₂+2NO↑+7H₂O
（2）反应中若产生0.3mol气体，则转移电子的物质的量是0.9mol．
（3）若1mol甲与某浓度硝酸反应时，被还原硝酸的物质的量增加，原因是使用浓硝酸，产物中有NO₂生成．

Answer 1

分析 （1）根据物质中的元素的化合价处于低价时具有还原性，再根据电子守恒及质量守恒定律来配平化学反应方程式；
（2）该反应生成的气体为NO，然后利用化合价变化分析转移的电子数，由化合价变化的氮原子守恒来分析被还原的硝酸的物质的量，再利用反应来计算Cu₂O质量；
（3）根据浓硝酸被还原的产物及氧化还原反应来分析原因．

解答 解：（1）KMnO₄、Na₂CO₃、Fe₂（SO₄）₃中Mn、C、Fe元素都处在最高价，则具有氧化性，只有Cu₂O中Cu处在较低价，则具有还原性，在NO₃^-→NO中发生的氧化剂被还原的反应，则该氧化还原反应为Cu₂O+HNO₃→NO↑+Cu（NO₃）₂+H₂O，Cu元素由+1价升高到+2价，N元素由+5价降低到+2价，由电子守恒及质量守恒定律，配平的化学反应为
3Cu₂O+14HNO₃═2NO↑+6Cu（NO₃）₂+7H₂O，其中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2：3，故答案为：3Cu₂O；6Cu（NO₃）₂；
（2）由反应可知，NO为0.3mol，由2NO～6e^-则，0.3molNO生成时转移的电子数为$\frac{0.3×6}{2}$=0.9mol，故答案为：0.9mol；
（3）Cu₂O+6HNO₃（浓）═2Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+3H₂O …①，
14HNO₃+3Cu₂O═6Cu（NO₃）₂+2NO↑+7H₂O   …②，
将②式子系数除以3得到$\frac{14}{3}$HNO₃+Cu₂O═2Cu（NO₃）₂+$\frac{2}{3}$NO↑+$\frac{7}{3}$H₂O，
可知用稀硝酸氧化1molCu₂O需要$\frac{2}{3}$mol硝酸作氧化剂，用浓硝酸需要2mol硝酸作氧化剂，质量当然增加，
故答案为：使用浓硝酸，产物中有NO₂生成．

点评 本题考查氧化还原反应的配平、转移的电子数及利用反应进行的简单计算，明确元素的化合价变化是解答本题的关键．