Question

氫氣還原氧化銅所得的紅色固體可能是銅與氧化亞銅的混合物，已知Cu2O在酸性溶液中可發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)，生成Cu2+和Cu。

（1）現(xiàn)有8.4克氧化銅被氫氣完全還原后，得到紅色固體6.96克，其中含單質(zhì)銅與氧化亞銅的物質(zhì)的量之比是 ；

（2）若將6.96克上述混合物與足量的濃硝酸充分反應(yīng)：

①生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.568升的氣體（不考慮NO2的溶解，也不考慮NO2與N2O4的轉(zhuǎn)化），則該氣體的成分是 ，其物質(zhì)的量之比是 ；

②把得到的溶液小心蒸發(fā)濃縮，把析出的晶體過濾，得晶體20.328g。經(jīng)分析，原溶液中的Cu2+有20%殘留在母液中，所得晶體的化學(xué)式為 。

（3）Cu、Cu2O和CuO組成的混合物，加入100mL 0.6mol/L HNO3溶液恰好使混合物完全溶解，同時(shí)收集到224mL NO氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。如原混合物中Cu的物質(zhì)的量為X，求其中Cu2O、CuO的物質(zhì)的量及X的取值范圍(寫出解題過程)。

 

Answer 1

（1）5∶1

（2）①NO、NO2,（1分） 11∶3 （2分）

②Cu(NO3)2·3H2O（2分）

（3）n(Cu2O)=(0.015－x) mol （2分）

n(CuO)= (x－0.005) mol（2分） 0.005＜x＜0.015 （1分）

【解析】

試題分析：（1）設(shè)單質(zhì)銅與氧化亞銅的物質(zhì)的量分別為x和y，則根據(jù)銅原子守恒可知x+2y＝＝0.105mol。又因?yàn)?4g/mol×x+144g/mol×y＝6.96g，解得x＝0.075mol、y＝0.015mol，因此單質(zhì)銅與氧化亞銅的物質(zhì)的量之比為5∶1。

（2）①反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.075mol×2+0.015mol×2×1＝0.18mol，氣體的物質(zhì)的量是1.568L÷22.4L/mol＝0.07mol。設(shè)混合氣中NO和NO2的物質(zhì)的量分別為a mol和b mol，則a+b=0.07、3a+b=0.18，解得a＝0.055mol、b=0.015mol，因此混合氣的成分是NO和NO2，其體積之比為11∶3。

②設(shè)晶體的化學(xué)式為Cu(NO3)2·nH2O，則根據(jù)銅離子守恒可知晶體中銅離子的物質(zhì)的量為0.105mol×80%＝0.084mol，因此晶體的物質(zhì)的量也是0.084mol，則0.084mol×（192+18n）g/mol＝20.328g，解得n＝3，即晶體化學(xué)式為Cu(NO3)2·3H2O。

（3）設(shè)Cu2O、CuO的物質(zhì)的量分別為Ymol、Zmol，則根據(jù)銅原子守恒可知生成硝酸銅的物質(zhì)的量為（X+2Y+Z）mol。NO的物質(zhì)的量是0.01mol，則根據(jù)電子得失守恒可知2X+2Y＝0.01×3＝0.03。硝酸的物質(zhì)的量是0.06mol，則根據(jù)氮原子守恒可知2×（X+2Y+Z）+0.01＝0.06，解得Z＝(x－0.005)，Y＝(0.015－x)。由于Y、Z均不能為0，作為X的取值范圍是0.005＜x＜0.015。

考點(diǎn)：考查化學(xué)計(jì)算