Question

氢气还原氧化铜反应不完全时，得到的是Cu、Cu₂O、CuO的固体混合物。某化学兴趣小组为了探究某次氢气还原CuO实验最终所得的产物的组成，进行了如下实验：

①取一定质量的均匀的上述固体混合物A，将其分成两等份。

②取其中一份用足量的氢气还原，测得反应后固体的质量减小了3.20g

③另一份加入500mL的稀硝酸，固体恰好完全溶解，且同时收集到标准状况下NO气体2.24L。

请回答以下问题：

（1）A中，所含氧元素的物质的量为_________。

（2）A中，n(Cu)＋n(Cu₂O)=_______________。

（3）所用稀硝酸的物质的量浓度为_______________。

Answer

（1）0.4mol（1分）

（2）0.3mol（2分）

（3）1.6mol·L－1 （3分）

【解析】

试题分析：（1）固体减少质量为混合物中氧元素的质量，则[n（Cu2O）+n（CuO）]==0.2mol，因此A中所含氧元素的物质的量为0.2mol×2=0.4mol，故答案为：0.4mol；

（2）NO的物质的量为=0.1mol，

Cu和Cu2O中的Cu的化合价上升，HNO3中N的化合价下降，根据电子转移守恒：

每一份中[n（Cu）+n（Cu2O）]×2=n（NO）×3=0.3mol，

则每一份中n（Cu）+n（Cu2O）=0.15mol，

故混合物A中n（Cu）+n（Cu2O）=0.15mol×2=0.3mol

故答案为：0.3mol；

（3）设其中一份中n(Cu)=x mol， n(Cu2O)=ymol，n(CuO)=z mol，

依得失电子守恒和氧元素守恒，有：

，整理得：x+2y+z=0.35mol，

亦即反应后生成的硝酸铜的物质的量为0.350mo1

则500mL稀硝酸中，n(HNO3)=0.350mol×2+0.100mol=0.800mol)

c(HNO3)=0.800mol/0.500L=1.6mol/L，故答案为：1.6mol/L。

考点：考查了混合物计算的相关知识。