Question

4．取一定质量的均匀固体混合物Cu、CuO和Cu₂O，将其分成两等份，取其中一份用足量的氢气还原，测得反应后固体质量减少3.20g，另一份中加入500mL稀硝酸（其还原产物为NO），固体恰好完全溶解，且同时收集到标准状况下NO气体4.48L，则所用硝酸的物质的量浓度为（　　）

• A． 2.0 mol/L
• B． 2.4 mol/L
• C． 1.2 mol/L
• D． 1.0mol/L

Answer 1

分析 将Cu₂O拆分为Cu、CuO，原混合物看做Cu、CuO的混合物，其中一份用足量的氢气还原，反应后固体质量减少质量为混合物中O元素的质量，O原子的物质的量为$\frac{3.20g}{16g/mol}$=0.2mol，根据Cu元素守恒可知n（CuO）=n（O）=0.2mol；另一份中加入500mL稀硝酸，固体恰好完全溶解，溶液中溶质为Cu（NO₃）₂，且同时收集到标准状况下NO气体4.48L，NO的物质的量为$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，根据电子转移守恒可知拆分后Cu、CuO的混合物中2n（Cu）=3n（NO），由铜元素守恒可知n[Cu（NO₃）₂]=n（CuO）+n（Cu），根据氮元素守恒可知n（HNO₃）=n（NO）+2n[Cu（NO₃）₂]，据此计算n（HNO₃），再根据c=$\frac{n}{V}$计算硝酸的浓度．

解答 解：将Cu₂O拆分为Cu、CuO，原混合物看做Cu、CuO的混合物，一份用足量的氢气还原，反应后固体质量减少质量为混合物中O元素的质量，O原子的物质的量为$\frac{3.20g}{16g/mol}$=0.2mol，根据Cu元素守恒可知n（CuO）=n（O）=0.2mol；
另一份中加入500mL稀硝酸，固体恰好完全溶解，溶液中溶质为Cu（NO₃）₂，且同时收集到标准状况下NO气体4.48L，NO的物质的量为$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，根据电子转移守恒可知拆分后Cu、CuO的混合物中2n（Cu）=3n（NO）=3×0.2mol，n（Cu）=0.3mol，由铜元素守恒可知n[Cu（NO₃）₂]=n（CuO）+n（Cu）=0.2mol+0.3mol=0.5mol，根据氮元素守恒可知n（HNO₃）=n（NO）+2n[Cu（NO₃）₂]=0.2mol+2×0.5mol=1.2mol，硝酸的浓度为$\frac{1.2mol}{0.5L}$=2.4mol/L，
故选B．

点评 本题考查氧化还原反应的计算，为高频考点，把握混合物的组成、电子及原子守恒为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意守恒法的应用，题目难度不大．