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有+l、+2。已知Cu2O與稀硫酸反應(yīng)，溶液呈藍色。現(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，同時收集到2240 mL NO氣體（標準狀況）。請回答下列問題：

（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)，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)納米級的Cu2O可作為太陽光分解水的催化劑。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Cu2O，同時放出N2。當收集的N2體積為 3.36L（已換算為標準狀況）時，可制備納米級Cu2O的質(zhì)量為　　　　　　　　。

 

Answer 1

（10分，每空2分）

（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）氧化亞銅與硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、NO、水，離子方程式為3 Cu2O +14 H+ + 2 NO3－= 6 Cu2+ + 2 NO↑ + 7 H2O；

（2）2240mLNO的物質(zhì)的量是0.1mol，原硝酸溶液中硝酸的物質(zhì)的量是0.6mol，所以未被還原的硝酸的物質(zhì)的量是0.6-0.1=0.5mol，說明溶液中硝酸銅的物質(zhì)的量是0.25mol，則銅離子得物質(zhì)的量是0.25mol，根據(jù)銅元素守恒，若用氫氣還原上述混合物得到單質(zhì)銅的物質(zhì)的量也是0.25mol，其質(zhì)量是16g；

（3）設(shè)原混合物中Cu2O的物質(zhì)的量是xmol,根據(jù)得失電子守恒，失去電子的物質(zhì)的量是0.1×2+2x×1=(0.2+2x)mol，得電子的物質(zhì)的量是0.1×3=0.3mol，所以0.2+2x=0.3，x=0.05mol，混合物中Cu元素的總物質(zhì)的量是0.25mol，所以CuO的物質(zhì)的量是0.1mol，所以需要硫酸的物質(zhì)的量是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(yīng)得失電子守恒可知：n×2+2×n（Cu2O）=0.1mol×3，

解之得：n（CuO）=n-0.05mol>0，

n（Cu2O）=0.15mol-n>0，

所以0.05mol＜n＜0.15mol;

（5）N2H4生成氮氣化合價升高，氫氧化銅生成氧化亞銅Cu的化合價降低，生成氮氣的物質(zhì)的量是3.36L/22.4L/mol=0.15mol，設(shè)生成Cu2O的物質(zhì)的量是xmol，則2x=0.15mol×4，所以x=0.3mol，則生成Cu2O的質(zhì)量是0.3mol×144g/mol=43.2g。

考點：考查氧化還原反應(yīng)的分析，固體混合物的計算