Question

15．向27.2g Cu和Cu₂O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.6L，固体物质完全反应，生成NO和Cu（NO₃）₂．在所得溶液中加入1.0mol/L的NaOH溶液1.0L，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2g．
①写出Cu与稀硝酸反应的离子方程式3Cu+8H⁺+2NO₃^-（稀）═3Cu²⁺+2NO?+4H₂O；
②混合物中Cu与Cu₂O的物质的量之比为2：1；
③产生的NO在标准状况下的体积为4.48L．

Answer 1

分析 在所得溶液中加入NaOH溶液后，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，溶液中溶质为NaNO₃，n（NaNO₃）=n（NaOH）=1.0mol/L×1.0L=1mol，沉淀为Cu（OH）₂，质量为39.2g，物质的量为$\frac{39.2g}{98g/mol}$=0.4mol，根据铜元素守恒有n（Cu）+2n（Cu₂O）=n[Cu（OH）₂]，所以反应后的溶液中n[[Cu（NO₃）₂]=n[Cu（OH）₂]=0.4mol；设Cu和Cu₂O的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量及Cu元素物质的量列方程计算出铜和氧化亚铜的物质的量，据此进行解答．

解答 解：在所得溶液中加入NaOH溶液后，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，溶液中溶质为NaNO₃，n（NaNO₃）=n（NaOH）=1.0mol/L×1.0L=1mol，沉淀为Cu（OH）₂，质量为39.2g，物质的量为$\frac{39.2g}{98g/mol}$=0.4mol，根据铜元素守恒有n（Cu）+2n（Cu₂O）=n[Cu（OH）₂]，所以反应后的溶液中n[[Cu（NO₃）₂]=n[Cu（OH）₂]=0.4mol，
①铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮气体和水，反应的离子方程式为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-（稀）═3Cu²⁺+2NO?+4H₂O，
故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-（稀）═3Cu²⁺+2NO?+4H₂O；
②设Cu和Cu₂O的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量有 64x+144y=27.2，根据铜元素守恒有x+2y=0.4，联立方程解得x=0.2，y=0.1，
所以n（Cu）：n（Cu₂O）=0.2mol：0.1mol=2：1，
故答案为：2：1；
③根据电子转移守恒可知：3n（NO）=2n（Cu）+2n（Cu₂O），所以3n（NO）=2×0.2mol+2×0.1mol，解得：n（NO）=0.2mol，
所以标准状况下NO的体积为：0.2mol×22.4L/mol=4.48L，
故答案为：4.48．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用，试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力．