Question

5．取一定质量的均匀固体混合物Cu、Cu₂O和 CuO，将其分成两等份，取其中一份用足量的氢气还原，测得反应后固体质量减少3.20g，另一份中加入500mL稀硝酸，固体恰好完全溶解，且同时收集到标准状况下NO气体4.48L，则所用硝酸的物质的量浓度为（　　）

• A． 3.6mol/L
• B． 3.2mol/L
• C． 2.8mol/L
• D． 2.4mol/L

Answer 1

分析 将Cu₂O拆分为Cu、CuO，原混合物看做Cu、CuO的混合物，其中一份用足量的氢气还原，反应后固体质量减少3.20g为拆分后Cu、CuO的混合物中O元素的质量，O原子的物质的量为$\frac{3.2g}{16g/mol}$=0.2mol，根据Cu元素守恒可知n（CuO）=n（O）=0.2mol；另一份中加入500mL稀硝酸，固体恰好完全溶解，溶液中溶质为Cu（NO₃）₂，且同时收集到标准状况下NO气体4.48L，NO的物质的量为$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，根据电子转移守恒可知拆分后Cu、CuO的混合物中2n（Cu）=3n（NO），由铜元素守恒可知n[Cu（NO₃）₂]=n（CuO）+n（Cu），根据氮元素守恒可知n（HNO₃）=n（NO）+2n[Cu（NO₃）₂]，据此计算n（HNO₃），再根据c=$\frac{n}{V}$计算硝酸的浓度．

解答 解：将Cu₂O拆分为Cu、CuO，原混合物看做Cu、CuO的混合物，其中一份用足量的氢气还原，反应后固体质量减少3.20g为拆分后Cu、CuO的混合物中O元素的质量，O原子的物质的量为$\frac{3.2g}{16g/mol}$=0.2mol，根据Cu元素守恒可知n（CuO）=n（O）=0.2mol；
另一份中加入500mL稀硝酸，固体恰好完全溶解，溶液中溶质为Cu（NO₃）₂，且同时收集到标准状况下NO气体4.48L，NO的物质的量为$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，根据电子转移守恒可知拆分后Cu、CuO的混合物中2n（Cu）=3n（NO）=3×0.2mol，则n（Cu）=0.3mol，由铜元素守恒可知n[Cu（NO₃）₂]=n（CuO）+n（Cu）=0.2mol+0.3mol=0.5mol，根据氮元素守恒可知n（HNO₃）=n（NO）+2n[Cu（NO₃）₂]=0.2mol+2×0.5mol=1.2mol，硝酸的浓度为$\frac{1.2mol}{0.5L}$=2.4mol/L．
故选：D．

点评 本题考查混合物的计算，难度中等，清楚反应过程是解题的关键，本题采取拆分法与守恒法进行解答，简化计算过程，可以通过列方程解答．