Question

13．向由Cu、Cu₂O和CuO組成的混合物中，加入10mL 6mol•L^-1的稀硝酸溶液，恰好使混合物完全溶解，同時收集到標準狀況下NO 224mL．請回答以下問題：
（1）寫出Cu₂O與稀硝酸反應的離子方程式3Cu₂O+14H⁺+2NO₃^-=6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O．
（2）產物中硝酸銅的物質的量為0.025mol．
（3）若原混合物中有0.01molCu，則其中Cu₂O的物質的量為0.005mol，CuO的物質的量為0.005mol．

Answer 1

分析 硝酸與Cu、Cu₂O和CuO組成的混合物恰好反應，生成Cu（NO₃）₂與NO，根據n=$\frac{V}{Vm}$計算NO的物質的量，根據n=cV計算硝酸的物質的量，根據氮元素守恒可知n[Cu（NO₃）₂]=$\frac{1}{2}$[n（HNO₃）-n（NO）]，根據電子轉移守恒有2n（Cu）+2n（Cu₂O）=3n（NO），據此計算n（Cu₂O），再根據銅元素守恒可知n（CuO）=n[Cu（NO₃）₂]-n（Cu）-2n（Cu₂O），根據m=nM計算Cu₂O與CuO的質量，進而計算二者的物質的量．

解答 解：（1）Cu₂O與稀硝酸反應+1價的銅被氧化，而+5價的氮被還原，離子方程式為3Cu₂O+14H⁺+2NO₃^-=6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O，故答案為：3Cu₂O+14H⁺+2NO₃^-=6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O；
（2）標準狀況下224mLNO氣體的物質的量為：$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，硝酸與Cu、Cu₂O和CuO組成的混合物恰好反應，生成Cu（NO₃）₂與NO，根據氮元素守恒可知n[Cu（NO₃）₂]=$\frac{1}{2}$[n（HNO₃）-n（NO）]=$\frac{1}{2}$（0.1L×0.6mol/L-0.01mol）=0.025mol，故答案為：0.025mol；
（3）根據電子轉移守恒有2n（Cu）+2n（Cu₂O）=3n（NO），故0.01mol×2+2n（Cu₂O）=3×0.01mol，解得n（Cu₂O）=0.005mol，
根據銅元素守恒可知n（CuO）=n[Cu（NO₃）₂]-n（Cu）-2n（Cu₂O）=0.025mol-0.01mol-2×0.005=0.005mol，
故答案為；0.005mol； 0.005mol．

點評 本題考查混合物的有關計算，利用常規(guī)方法無法解答，注意利用原子守恒與電子轉移守恒解答，難度中等，是對學生分析、思維能力的考查．