Question

4．取一定质量的Cu₂O和CuO混合粉末，将其均匀混合后分成两等份，取其中一份用足量的氢气还原，测得反应后固体质量减少6.40g，另一份中加入500mL稀硝酸，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． 3.6mol/L
• B． 3.2mol/L
• C． 2.8mol/L
• D． 2.4mol/L

Answer 1

分析 Cu₂O和CuO均与氢气发生置换反应生成Cu和水，则反应后固体质量减少6.40g为O元素的质量，含n（O）=$\frac{6.4g}{16g/mol}$=0.4mol，
另一份中加入500mL稀硝酸，固体恰好完全溶解，且同时收集到标准状况下NO气体4.48L，只有Cu₂O与硝酸发生氧化还原反应，n（NO）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，
设每份中Cu₂O和CuO的物质的量分别为x、y，由电子守恒及原子守恒可知，
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.4}\\{x×2×（2-1）=0.2×（5-2）}\end{array}\right.$
解得x=0.3mol、y=0.1mol，
由铜元素守恒可知n[Cu（NO₃）₂]=n（CuO）+2n（Cu₂O），根据氮元素守恒可知n（HNO₃）=n（NO）+2n[Cu（NO₃）₂]，再根据c=$\frac{n}{V}$计算硝酸的浓度．

解答 解：Cu₂O和CuO均与氢气发生置换反应生成Cu和水，则反应后固体质量减少6.40g为O元素的质量，含n（O）=$\frac{6.4g}{16g/mol}$=0.4mol，
另一份中加入500mL稀硝酸，固体恰好完全溶解，且同时收集到标准状况下NO气体4.48L，只有Cu₂O与硝酸发生氧化还原反应，n（NO）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，
设每份中Cu₂O和CuO的物质的量分别为x、y，由电子守恒及原子守恒可知，
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.4}\\{x×2×（2-1）=0.2×（5-2）}\end{array}\right.$
解得x=0.3mol、y=0.1mol，
由铜元素守恒可知n[Cu（NO₃）₂]=n（CuO）+2n（Cu₂O）=0.1mol+0.3mol×2=0.7mol，
由氮元素守恒可知n（HNO₃）=n（NO）+2n[Cu（NO₃）₂]=0.2mol+2×0.7mol=1.6mol，
可知c（HNO₃）=$\frac{1.6mol}{0.5L}$=3.2mol/L，
故选B．

点评 本题考查氧化还原反应的计算，为高频考点，把握原子守恒及电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．