Question

铜合金是人类使用最早的金属材料，铜在化合物中的常见化合价有+l 、+2。已知Cu₂O与稀硫酸反应，有红色金属析出且溶液呈蓝色。现向Cu、Cu₂O和CuO组成的混合物中，加入1 L 0.6 mol/L HNO₃溶液恰好使混合物溶解，同时收集到2240 mL NO气体（标准状况）。请回答下列问题：

（1）写出Cu₂O跟稀硝酸反应的离子方程式                         。

（2）若将上述混合物用足量的H₂加热还原，所得到固体的质量为         。

（3）若混合物中含0.1 mol Cu，将该混合物与稀硫酸充分反应，至少消耗H₂SO₄的物质的量为               。

（4）若混合物中Cu的物质的量为n mol，则n的取值范围为               。

 

Answer 1

【答案】

（1） 3 Cu₂O +14 H⁺ + 2 NO₃^- = 6 Cu²⁺ + 2 NO↑ + 7 H₂O　（2分）

   （2） 16 g  （2分）（没单位扣1分）

   （3）0.1 mol （2分）（没单位扣1分）

   （4） 0.05＜n＜0.15（2分）

【解析】

试题分析：（1）硝酸具有强氧化性，而氧化亚铜中铜的化合价是＋1价，具有还原性，所以该反应的离子方程式是3 Cu₂O +14 H⁺ + 2 NO₃^- = 6 Cu²⁺ + 2 NO↑ + 7 H₂O。

（2）硝酸的物质的量是0.6mol，而被还原的硝酸是0.1mol，所以根据原子守恒可知，生成硝酸铜的物质的量是0.25mol，则铜原子的物质的量是0.25mol，质量是0.25mol×64g/mol＝16g。

（3））设Cu₂O的物质的量为m，CuO的物质的量为n，所以由得失电子守恒可得0.1mol×2＋2m＝0.1mol×3，解得m=0.05 mol，由铜原子守恒可得n=0.05 mol，则根据Cu₂O＋H₂SO₄=CuSO₄＋Cu＋H₂O和CuO＋H₂SO₄=CuSO₄＋H₂O可知，消耗稀硫酸的物质的量是0.1mol。

（4）由（2）知铜元素的总的物质的量为0.25 mol，设Cu₂O、CuO的物质的量分别为x和y，则由得失电子守恒得2n＋2x＝0.1mol×3，解得；由铜守恒得n＋2x＋y＝0.25mol，所以y＝（n－0.05）mol。因Cu₂O、CuO的物质的量均大于零，所以可得n的范围为0.05 mol＜n＜0.15 mol。

考点：考查氧化还原反应的有关计算

点评：在进行化学计算时，需要准确把握反应中的有关化学反应原理，写出有关的化学方程式，然后再借助于各种守恒法，例如原子守恒、质量守恒、电荷守恒、电子得失守恒等。