Question

向Cu、Cu₂O和CuO组成的混合物中，加入1L 0.6mol?L^-1HNO₃溶液恰好使混合物溶解，同时收集到2240mL NO气体（标准状况）．（已知：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O）
（1）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

 

g．
（3）若混合物中含0.1mol 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

 

．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：（1）稀硝酸具有强氧化性、酸性，与Cu₂O反应生成硝酸铜、NO与水；
（2）Cu、Cu₂O和CuO组成的混合物与HNO₃溶液恰好反应，生成Cu（NO₃）₂、NO，根据N元素守恒计算n[Cu（NO₃）₂]，再根据Cu元素守恒计算氢气含有生成的n（Cu），根据m=nM计算还原得到Cu的质量；
（3）结合NO的体积，根据电子转移守恒计算混合物中n（Cu₂O），再结合（2）中Cu元素物质的量计算混合物中n（CuO），Cu不与稀H₂SO₄反应，Cu₂O、CuO与稀H₂SO₄反应，根据Cu₂O、CuO中氧原子与H₂SO₄中H⁺结合生成H₂O，据此计算消耗硫酸．

解答： 解：（1）Cu₂O被稀HNO₃氧化为Cu²⁺，NO₃^-被还原为NO，同时生成H₂O，其反应的离子方程式为：3Cu₂O+14H⁺+2NO₃^-═6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O，
故答案为：3Cu₂O+14H⁺+2NO₃^-═6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O；
（2）Cu、Cu₂O、CuO与HNO₃恰好完全反应时生成Cu（NO₃）₂、NO和H₂O，硝酸的物质的量1L×0.6mol/L=0.6mol，NO的物质的量=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，根据N原子守恒可知：n[Cu（NO₃）₂]=

0.6mol-0.1mol

2

=0.25mol，混合物中所含的Cu元素共有0.25mol，根据铜元素守恒可知，用H₂还原Cu、Cu₂O、CuO混合物后应得到0.25mol Cu，故固体的质量为0.25mol×64g/mol=16g，
故答案为：16；
（3）根据电子转移守恒，混合物中n（Cu₂O）=

0.1mol×3-0.1mol×2

2

=0.05mol，
，再结合（2）中Cu元素物质的量计算混合物中n（CuO），Cu不与稀H₂SO₄反应，Cu₂O、CuO与稀H₂SO₄反应，根据Cu守恒可知，n（CuO）=0.25mol-0.1mol-0.05mol×2=0.05mol，混合物中，0.1mol Cu不与稀H₂SO₄反应，0.05molCu₂O、0.05molCuO与稀H₂SO₄反应，根据Cu₂O、CuO中氧原子与H₂SO₄电离的H⁺生成H₂O，可得n（H₂SO₄）=0.05mol+0.05mol=0.1mol，
故答案为：0.1mol．

点评：本题考查混合物的计算、氧化还原反应计算，难度中等，侧重对学生思维能力的考查，（2）中注意根据守恒思想进行计算，（3）中利用反应生成水，根据H、O原子关系计算，避免利用方程式的繁琐．