Question

（10分）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(jià)有+l、+2。已知Cu2O與稀硫酸反應(yīng)，溶液呈藍(lán)色�，F(xiàn)向Cu、Cu2O和CuO組成的混合物中，加入1 L 0.6 mol/L HNO3溶液恰好使混合物溶解，同時(shí)收集到2240 mL NO氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。請(qǐng)回答下列問題：

（1）寫出Cu2O跟稀硝酸反應(yīng)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(zhì)量為　　　　　　　　 。

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

（4）若混合物中Cu的物質(zhì)的量為n mol，則n的取值范圍為　　　　　　　　　　 。

（5）科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)納米級(jí)的Cu2O可作為太陽(yáng)光分解水的催化劑。在加熱條件下用液態(tài)肼（N2H4）還原新制Cu(OH)2可制備納米級(jí)Cu2O，同時(shí)放出N2。當(dāng)收集的N2體積為 3.36L（已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)，可制備納米級(jí)Cu2O的質(zhì)量為　　　　　　　　 ；

 

Answer 1

（1）3 Cu2O +14 H+ + 2 NO3- = 6 Cu2+ + 2 NO↑ + 7 H2O （2）16 g

（3）0.1 mol （4）0.05＜n＜0.15 （5）43.2

【解析】

試題分析：（1）Cu2O跟稀硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式是3 Cu2O +14 H+ + 2 NO3- = 6 Cu2+ + 2 NO↑ + 7 H2O；（2）根據(jù)元素守恒，硝酸中的N元素在反應(yīng)后的才知形式是以Cu(NO3)2和NO，n(HNO3)= 2n(Cu(NO3)2)+n(NO),0.6=2n(Cu(NO3)2)+0.1mol,所以n(Cu(NO3)2)=0.25mol,所以根據(jù)Cu元素守恒，若將上述混合物用足量的H2加熱還原，所得到固體的質(zhì)量為m(Cu)= 0.25mol×64g/mol=16g。（3）設(shè)Cu2O的物質(zhì)的量為m，CuO的物質(zhì)的量為n，所以由得失電子守恒可得0.1mol×2＋2m＝0.1mol×3，解得m=0.05 mol，由銅原子守恒可得n=0.05 mol，則根據(jù)Cu2O＋H2SO4=CuSO4＋Cu＋H2O和CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O可知，消耗稀硫酸的物質(zhì)的量是0.1mol;（4）由（2）知銅元素的總的物質(zhì)的量為0.25 mol，設(shè)Cu2O、CuO的物質(zhì)的量分別為x和y，則由得失電子守恒得2n＋2x＝0.1mol×3，解得；由銅原子守恒得n＋2x＋y＝0.25mol，所以y＝（n－0.05）mol。因Cu2O、CuO的物質(zhì)的量均大于零，所以可得n的范圍為0.05 mol＜n＜0.15 mol。（5）根據(jù)題意可得方程式：N2H4+ 4Cu(OH)2 2Cu2O +N2+ 6H2O。n(N2)=3.36L÷22.4L/mol=0.15 mol,則根據(jù)方程式中Cu2O與N2的物質(zhì)的量關(guān)系可得n(Cu2O)=0.30mol，m(Cu2O)= 0.30mol×144g/mol=43.2g.

考點(diǎn)：考查守恒法氧化還原反應(yīng)的計(jì)算的知識(shí)。