Question

3．（1）一定质量的铁与含1molHNO₃的稀硝酸恰好完全反应，稀硝酸的还原产物是NO．
①生成的NO在标况下的体积是：5.6 L．
②设一定质量的铁为mg，则m的范围是：14≤m≤21．
③将反应结束后的溶液加水稀释到500mL，该溶液中c（NO₃^-）=1.5mol/L．
（2）为了探究某Cu，CuO，Cu₂O混合物的组成情况，向混合物中加入100mL 0.6mol/L的硝酸溶液，恰好使其溶解，同时收集到224mLNO（标况）
①写出Cu₂O与稀硝酸反应的化学方程式：3Cu₂O+14HNO₃=6Cu（NO₃）₂+2NO↑+7H₂O
②产物中Cu（NO₃）₂的物质的量：0.025mol
③若混合物中含铜0.01mol，则n（Cu₂O）=0.005 mol．

Answer 1

分析 （1）铁与稀硝酸反应当硝酸过量时为：Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，当铁过量时为：3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
①氧化性硝酸占硝酸总量的$\frac{1}{4}$；
②用极端假设法解题；
③将反应结束后的溶液加水稀释到500mL，酸性的硝酸根离子应等于总的硝酸减去氧化性的硝酸；
（2）①硝酸具有强氧化性，将Cu₂O氧化生成硝酸铜、一氧化氮和水，配平据此写出反应方程式；
②利用N原子守恒进行计算；
③利用N原子守恒、电子守恒和铜原子守恒进行计算．

解答 解：（1）①铁与稀硝酸反应当硝酸过量时为：Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O…①，当铁过量时为：3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O…②，由可知不论发生反应①还是反应②，氧化性的硝酸占硝酸的$\frac{1}{4}$，所以生成的NO在标况下的体积是$\frac{1}{4}$×1mol×22.4L/mol=5.6L，故答案为：5.6；
②如果按反应Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O进行反应，消耗的铁是0.25mol，所以质量为：0.25mol×56g/mol=14g，如果按反应3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O进行反应，消耗的铁是$\frac{3×0.25mol}{2}$=0.375mol，所以质量为：0.375mol×56g/mol=21g，故答案为：14≤m≤21；
③将反应结束后的溶液加水稀释到500mL，该溶液中c（NO₃^-）=$\frac{1-0.25}{0.5}$=1.5mol/L，故答案为：1.5mol/L；
（2）①硝酸具有强氧化性，将Cu₂O氧化生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应方程式为3Cu₂O+14HNO₃=6Cu（NO₃）₂+2NO↑+7H₂O，
故答案为：3Cu₂O+14HNO₃=6Cu（NO₃）₂+2NO↑+7H₂O；
（2）n（HNO₃）=0.1L×0.6mol/L=0.06mol，n（NO）=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，
利用N原子守恒可知n[Cu（NO₃）₂]=$\frac{0.06mol-0.01mol}{2}$=0.025mol，
故答案为：0.025mol；
（3）由Cu元素守恒可得：2×n（Cu₂0）+n（CuO）+0.01mol=0.025mol，
由氧化还原反应得失电子守恒可知：0.01×2+2×n（Cu₂0）=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$×3，
解之得：n（Cu₂0）=0.005mol，n（CuO）=0.005mol，
故答案为：0.005．

点评 本题考查混合物的计算，题目具有一定难度，注意从质量守恒和氧化还原反应得失电子守恒的角度分析．