Question

铜是重要的工业原材料，现有Cu、Cu₂O和CuO组成的混合物，某研究性学习小组为了探究其组成情况，向混合物中加入10mL 6mol·L^－1HNO₃溶液刚好使其溶解，同时收集到224mLNO气体（标准状况）。请回答下列问题：

（1）写出Cu₂O跟稀硝酸反应的化学反应方程式__________ __      。（不必配平）

（2）产物中硝酸铜的物质的量______________mol；

（3）如混合物中含0.01molCu，则其中Cu₂O、CuO的物质的量分别是________mol、__________mol

（4）如混合物中Cu的物质的量为x，求x的取值范围________________。

Answer 1

（1）Cu₂O+HNO₃→Cu(NO₃)₂+NO↑+H₂O  

（2）0.025                                                           

（3）0.005           0.005                                 

（4）0.005＜x＜0.015

解析:

（1）Cu₂O跟稀硝酸反应的化学反应方程式为：

Cu₂O+HNO₃→Cu(NO₃)₂+NO↑+H₂O

（2）发生氧化还原反应当硝酸的物质的量与NO的物质的量相等，即：

0.224L/22.4L·mol^－1＝0.01 mol，溶液中NO₃^－的物质的量为：

0.010L×6mol·L^－1－0.01 mol＝0.05mol，则硝酸铜的物质的量为：

1/2×0.05mol＝0.025mol

（3）根据铜元素守恒和电子守恒得：

n(Cu)+ n(CuO) + 2n(Cu₂O)＝0.025 mol (铜元素守恒)…①

2n(Cu)+2n(Cu₂O)＝3n(NO)          (电子守恒)  …②

联立①、②两式，代入数据解得n(Cu₂O)＝n(CuO)＝0.005 mol

（4）由②式得n(Cu)< 3/2n(NO)＝0.015；

②式－①式得n(Cu)－n(CuO)＝3n(NO)－0.025＝0.005

             n(Cu)> 0.005

故0.005< n(Cu)< 0.015