Question

18．Cu₂S与一定质量的硝酸反应，生成硝酸铜，硫酸铜，二氧化氮和一氧化氮和水，当二氧化氮和一氧化氮物质的量比为1：1时，参加反应的Cu₂S与硝酸物质的量之比为1：7．

Answer 1

分析 Cu₂S与一定质量的HNO₃反应中，Cu₂S中铜元素由+1价被氧化为+2价、硫元素由-2价被氧化为+6价，硝酸起氧化剂与酸的作用，起氧化剂作用HNO₃中氮元素被还原为NO₂和NO，起酸作用的硝酸生成Cu（NO₃）₂．令NO₂和NO的物质的量分别为1mol、1mol，根据电子转移守恒计算参加反应的Cu₂S的物质的量，由氮元素守恒可知参加反应的硝酸n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]+n（NO₂）+n（NO），根据铜元素守恒可知溶液中n[Cu（NO₃）₂]=2n（Cu₂S）-n（CuSO₄），由硫元素守恒可知n（Cu₂S）=n（CuSO₄），据此计算参加反应的硝酸的物质的量．据此计算判断．

解答 解：Cu₂S与一定质量的HNO₃反应中，Cu₂S中铜元素由+1价被氧化为+2价、硫元素由-2价被氧化为+6价，硝酸起氧化剂与酸的作用，起氧化剂作用HNO₃中氮元素被还原为NO₂和NO，起酸作用的硝酸生成Cu（NO₃）₂．
令NO₂和NO的物质的量分别为1mol、1mol，根据电子转移守恒可知：
n（Cu₂S）×[6-（-2）+1×2]=1mol×（5-4）+1mol×（5-2），解得n（Cu₂S）=0.4mol，
由硫元素守恒可知n（CuSO₄）=n（Cu₂S）=0.4mol，
根据铜元素守恒可知溶液中n[Cu（NO₃）₂]=2n（Cu₂S）-n（CuSO₄）=2×0.4mol-0.4mol=0.4mol，
由氮元素守恒可知参加反应的硝酸n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]+n（NO₂）+n（NO）=2×0.4mol+1mol+1mol=2.8mol．
所以实际参加反应的Cu₂S与HNO₃的物质的量之比为n（Cu₂S）：n（HNO₃）=0.4mol：2.8mol=1：7，
故答案为：1：7．

点评 本题考查氧化还原反应的基本概念与计算，难度中等，判断元素化合价变化，利用电子转移守恒与元素守恒计算是关键，转移守恒思想在氧化还原反应计算中的运用．