Question

【題目】高一某研究性學(xué)習(xí)小組在化學(xué)實(shí)驗(yàn)研修時(shí)探究氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)。

（1）理論計(jì)算：稱取24.0g CuO進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若H2足量，應(yīng)該可以得到Cu的質(zhì)量為____________；

（2）實(shí)驗(yàn)：待24.0g CuO完全變成紅色固體，冷卻，稱量，得固體20.4g。這個(gè)反�，F(xiàn)象激發(fā)了學(xué)生的興趣；

（3）一組學(xué)生查閱資料：

Ⅰ．H2還原CuO時(shí)還可能得到氧化亞銅（CuO），CuO為紅色固體，不溶于水；

Ⅱ．Cu2O能與稀硫酸反應(yīng)：CuO+HSO=CuSO+Cu+HO；

Ⅲ．Cu2O能與稀硝酸反應(yīng)：3CuO+14HNO(稀)=6Cu(NO)+2NO↑+7HO；

Ⅳ．Cu能與稀硝酸反應(yīng)：3Cu +8HNO(稀)=3Cu(NO)+2NO↑+4HO；

討論：可以選擇足量的_______________(填“稀硫酸”或“稀硝酸”)判斷紅色固體中混有Cu2O；現(xiàn)象是________________________________________________________；

（4）另一組學(xué)生認(rèn)為通過計(jì)算，即可確認(rèn)固體成分是Cu與Cu2O的混合物。20.4g紅色固體中Cu2O的物質(zhì)的量為________________；將20.4g紅色固體加入到體積為200mL足量的稀硝酸中，被還原的硝酸的物質(zhì)的量為____________________。

Answer 1

【答案】 19.2g 稀硫酸 紅色物質(zhì)部分溶解，溶液變?yōu)樗{(lán)色 0.075mol 0.15mol

【解析】（1）24.0g CuO中銅元素的質(zhì)量為24g×64/80=19.2g，根據(jù)銅元素守恒可知可以得到Cu的質(zhì)量為19.2g；（3）根據(jù)信息Ⅱ可知，Cu2O能與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生銅和硫酸銅，根據(jù)Ⅲ、Ⅳ可知，Cu2O、Cu都能與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅和一氧化氮，所以用硝酸無法判斷是否含有Cu2O，可以選擇稀硫酸，若溶液呈藍(lán)色同時(shí)有紅色固體出現(xiàn)，則說明有Cu2O；（4）設(shè)Cu為xmol，Cu2O為ymol，根據(jù)題意有64x+144y＝20.4、80x+80×2y＝24，解得x=0.15，y=0.075，所以Cu2O的物質(zhì)的量為0.075mol。紅色固體加入到足量的稀硝酸中，銅都被氧化成+2價(jià)銅離子，電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量為0.15mol×2+0.075mol×2=0.45mol，硝酸根中的氮從+5價(jià)被還原為+2價(jià)的NO，根據(jù)電子得失守恒可知被還原的硝酸的物質(zhì)的量為0.45mol÷3=0.15mol。