Question

將Cu、Cu₂O和 CuO均勻混合物分成兩等份，其中一份用足量的CO還原，測得反應后固體質量減少6.4g，另一份中加入150mL某濃度的硝酸，固體恰好完全溶解，且同時收集到標準狀況下NO_X氣體6.72L，則所用硝酸的物質的量濃度可能為（　　）

• A、8.0mol?L^-1
• B、9.0mol?L^-1
• C、10.0mol?L^-1
• D、11.0mol?L^-1

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算,有關混合物反應的計算

專題：計算題

分析：將Cu₂O拆分為Cu、CuO，原混合物看做Cu、CuO的混合物，其中一份用足量的CO還原，反應后固體質量減少6.4g為拆分后Cu、CuO的混合物中O元素的質量，根據(jù)Cu元素守恒可知n_拆分后（CuO）=n（O）；另一份中加入150mL稀硝酸，固體恰好完全溶解，溶液中溶質為Cu（NO₃）₂，且同時收集到標準狀況下NO_X氣體6.72L，根據(jù)電子轉移守恒可知，若氣體為NO時，拆分后Cu的物質的量最大，消耗硝酸最多，若氣體為NO₂時，拆分后Cu的物質的量最小，消耗硝酸最少，根據(jù)電子轉移守恒可知拆分后Cu的物質的量，由銅元素守恒可知n[Cu（NO₃）₂]=n（CuO）+n（Cu），根據(jù)氮元素守恒可知n（HNO₃）=n（NO_X）+2n[Cu（NO₃）₂]，據(jù)此計算n（HNO₃），再根據(jù)c=

n

V

計算硝酸的濃度范圍．

解答： 解：將Cu₂O拆分為Cu、CuO，原混合物看做Cu、CuO的混合物，其中一份用足量的CO還原，反應后固體質量減少6.4g為拆分后Cu、CuO的混合物中O元素的質量，O原子的物質的量為

6.4g

16g/mol

=0.4mol，根據(jù)Cu元素守恒可知n_拆分后（CuO）=n（O）=0.4mol；
另一份中加入150mL稀硝酸，固體恰好完全溶解，溶液中溶質為Cu（NO₃）₂，且同時收集到標準狀況下NO_X氣體6.72L，NO_X的物質的量為

6.72L

22.4L/mol

=0.3mol，
根據(jù)電子轉移守恒可知，若氣體為NO時，拆分后Cu的物質的量最大，消耗硝酸最多，此時拆分后Cu的物質的量=

0.3mol×(5-2)

2

=0.45mol，由銅元素守恒可知n[Cu（NO₃）₂]=n（CuO）+n（Cu）=0.4mol+0.45mol=0.85mol，根據(jù)氮元素守恒可知n（HNO₃）=n（NO）+2n[Cu（NO₃）₂]=0.3mol+0.85mol×2=2mol，故硝酸的最大濃度為

2mol

0.15L

=13.33mol/L，
若氣體為NO₂時，拆分后Cu的物質的量最小，消耗硝酸最少，此時拆分后Cu的物質的量=

0.3mol×(5-4)

2

=0.15mol，由銅元素守恒可知n[Cu（NO₃）₂]=n（CuO）+n（Cu）=0.4mol+0.15mol=0.55mol，根據(jù)氮元素守恒可知n（HNO₃）=n（NO₂）+2n[Cu（NO₃）₂]=0.3mol+0.55mol×2=1.4mol，故硝酸的最大濃度為

1.4mol

0.15L

=9.33mol/L，
故9.33mol/L＜c（HNO₃）＜13.33mol/L，
故選CD．

點評：本題考查混合物的計算、守恒計算等，難度較大，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，清楚反應過程是解題的關鍵，本題采取拆分法解答，將三組分混合物轉化為兩組分，簡化計算過程，注意體會．