Question

【题目】高一某研究性学习小组在化学实验研修时探究氢气还原氧化铜实验。

（1）理论计算：称取24.0g CuO进行实验，若H2足量，应该可以得到Cu的质量为____________；

（2）实验：待24.0g CuO完全变成红色固体，冷却，称量，得固体20.4g。这个反常现象激发了学生的兴趣；

（3）一组学生查阅资料：

Ⅰ．H2还原CuO时还可能得到氧化亚铜（CuO），CuO为红色固体，不溶于水；

Ⅱ．Cu2O能与稀硫酸反应：CuO+HSO=CuSO+Cu+HO；

Ⅲ．Cu2O能与稀硝酸反应：3CuO+14HNO(稀)=6Cu(NO)+2NO↑+7HO；

Ⅳ．Cu能与稀硝酸反应：3Cu +8HNO(稀)=3Cu(NO)+2NO↑+4HO；

讨论：可以选择足量的_______________(填“稀硫酸”或“稀硝酸”)判断红色固体中混有Cu2O；现象是________________________________________________________；

（4）另一组学生认为通过计算，即可确认固体成分是Cu与Cu2O的混合物。20.4g红色固体中Cu2O的物质的量为________________；将20.4g红色固体加入到体积为200mL足量的稀硝酸中，被还原的硝酸的物质的量为____________________。

Answer 1

【答案】 19.2g 稀硫酸 红色物质部分溶解，溶液变为蓝色 0.075mol 0.15mol

【解析】（1）24.0g CuO中铜元素的质量为24g×64/80=19.2g，根据铜元素守恒可知可以得到Cu的质量为19.2g；（3）根据信息Ⅱ可知，Cu2O能与稀硫酸反应产生铜和硫酸铜，根据Ⅲ、Ⅳ可知，Cu2O、Cu都能与稀硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮，所以用硝酸无法判断是否含有Cu2O，可以选择稀硫酸，若溶液呈蓝色同时有红色固体出现，则说明有Cu2O；（4）设Cu为xmol，Cu2O为ymol，根据题意有64x+144y＝20.4、80x+80×2y＝24，解得x=0.15，y=0.075，所以Cu2O的物质的量为0.075mol。红色固体加入到足量的稀硝酸中，铜都被氧化成+2价铜离子，电子转移的物质的量为0.15mol×2+0.075mol×2=0.45mol，硝酸根中的氮从+5价被还原为+2价的NO，根据电子得失守恒可知被还原的硝酸的物质的量为0.45mol÷3=0.15mol。