Question

一定量的CuS和Cu₂S的混合物投入足量的HNO₃中收集到的气体其物质的量为amol，向反应后的溶液中（存在Cu²⁺和SO₄^2-）加入足量NaOH，产生蓝色沉淀，过滤，洗涤，灼烧，得到CuO 12．0g，若上述气体为NO和NO₂的混合物，且体积比为1：1，则a可能为

A．0．80          B．0．70         C．0．60          D．0．40

Answer

D

【解析】

试题分析：用极值方法解答。假设固体全是CuS，根据Cu元素守恒，可知n(CuS)=n(CuO)= 12．0g÷ 80g/mol =0．15mol，由于S元素化合价由反应前CuS中的-2价变为反应后SO42-中的+6价，每1molS失去8mol电子，所以n(e-)=8n(CuS)=8×0．15mol=1．2mol；硝酸得到电子产生的NO和NO2体积比为1：1，则根据n=V/Vm可知二者的物质的量相等。假设二者的物质的量都是x，则3x+x=1．2mol，解得x=0．3mol，所以a=n(NO)+n(NO2)=0．6mol；若固体完全是Cu2S，则根据Cu元素守恒可知n(Cu2S)=1/2n(CuO)= 1/2× 12．0g÷80g/mol=0．075mol，根据反应过程中电子转移数目与元素化合价升高或降低的总数相等可知1molCu2S转移电子数目s是10mol，则反应中转移电子n(e-)=10n(CuS)=10×0．075mol=0．75mol；假设二者的物质的量都是x，则3x+x=0．75mol，解得x=0．1875mol，则a=n(NO)+ n(NO2)= 0．1875mol+ 0．1875 mol=0．375mol。实际上固体是两种物质的混合物，因此反应产生的气体的物质的量在0．375mol —0．6mol之间，故符合题意的选项是D；

【考点定位】考查混合物的物质的量的化学计算的知识。

【名师点晴】本题以CuS和Cu2S的混合物与硝酸为线索考查了物质的量在化学反应方程式的计算的应用，在氧化还原反应中还原剂失去电子总数与氧化剂得到的电子总数相等，结合极值方法、元素的原子守恒，可以将复杂的问题简单化，快速解答，得到答案。常见的守恒除上述的电子守恒、元素的原子守恒外。还有质子守恒、电荷守恒和物料守恒，学会用守恒思想和极值方法处理问题，能够起到事半功倍的效果。