Question

銅合金是人類使用最早的金屬材料，銅在化合物中的常見化合價有+l、+2．已知Cu₂O與稀硫酸反應，溶液呈藍色．現(xiàn)向Cu、Cu₂O和CuO組成的混合物中，加入1L 0.6mol/L HNO₃溶液恰好使混合物溶解，同時收集到2240mL NO氣體（標準狀況）．請回答下列問題：

（1）寫出Cu₂O跟稀硝酸反應的離子方程式  

（2）若將上述混合物用足量的H₂加熱還原，所得到固體的質量為  ．

（3）若混合物中含0.1mol Cu，將該混合物與稀硫酸充分反應，至少消耗H₂SO₄的物質的量為  ．

（4）若混合物中Cu的物質的量為n mol，則n的取值范圍為   ．

Answer 1

考點：  化學方程式的有關計算；銅金屬及其重要化合物的主要性質；有關混合物反應的計算．

專題：  計算題．

分析：  （1）硝酸具有強氧化性，Cu₂O被稀HNO₃氧化為Cu²⁺，NO₃^﹣被還原為NO，同時生成H₂O，據(jù)此配平寫出反應離子方程式；

（2）Cu、Cu₂O、CuO與0.6mol HNO₃恰好完全反應時生成Cu（NO₃）₂、NO和H₂O，根據(jù)N原子守恒計算n，根據(jù)Cu元素守恒計算還原后得到Cu的物質的量，再根據(jù)m=nM計算固體Cu的質量；

（3）由Cu元素守恒可得：2n（Cu₂O）+n（CuO）+n（Cu）=混合物中Cu原子物質的量，根據(jù)電子守恒可知：2n（Cu）+2n（Cu₂O）=3n（NO），聯(lián)立方程計算Cu₂O、CuO的物質的量，Cu₂O、CuO中氧原子與H₂SO₄反應結合H⁺生成H₂O，據(jù)此計算消耗硫酸；

（4）根據(jù)電子守恒和銅原子守恒用n表示出n（Cu₂O）、n（CuO）．

解答：  解：（1）Cu₂O被稀HNO₃氧化為Cu²⁺，NO₃^﹣被還原為NO，同時生成H₂O，其反應的離子方程式為：3Cu₂O+14H⁺+2NO₃^﹣═6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O，

故答案為：3Cu₂O+14H⁺+2NO₃^﹣═6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O；

（2）Cu、Cu₂O、CuO與HNO₃恰好完全反應時生成Cu（NO₃）₂、NO和H₂O，硝酸的物質的量1L×0.6mol/L=0.6mol，NO的物質的量==0.1mol，根據(jù)N原子守恒可知：n==0.25mol，混合物中所含的Cu元素共有0.25mol，根據(jù)銅元素守恒可知，用H₂還原Cu、Cu₂O、CuO混合物后應得到0.25mol Cu，故固體的質量為0.25mol×64g/mol=16g，

故答案為：16g；

（3）由Cu元素守恒可得：2×n（Cu₂O）+n（CuO）+0.1mol=0.25mol，

由氧化還原反應得失電子守恒可知：0.1×2+2×n（Cu₂O）=0.1mol×3，

解之得：n（Cu₂O）=0.05mol，n（CuO）=0.05mol，

混合物中，0.1mol Cu不與稀H₂SO₄反應，0.05molCu₂O、0.05molCuO與稀H₂SO₄反應，根據(jù)Cu₂O、CuO中氧原子與H₂SO₄反應結合H⁺生成H₂O，可得n（H₂SO₄）=0.05mol+0.05mol=0.1mol，

故答案為：0.1mol；

（4））由Cu元素守恒可得：2×n（Cu₂O）+n（CuO）+n=0.25mol，

由氧化還原反應得失電子守恒可知：n×2+2×n（Cu₂O）=0.1mol×3，

解之得：n（CuO）=n﹣0.05mol，

n（Cu₂O）=0.15mol﹣n，

所以0.05mol＜n＜0.15mol．

故答案為：0.05mol＜n＜0.15mol．

點評：  本題考查混合物的計算，題目具有一定難度，側重對學生思維能力的考查，（2）中注意根據(jù)守恒思想進行計算，（3）中利用反應生成水，根據(jù)H、O原子關系計算，避免利用方程式的繁瑣．