Question

高一某研究性学习小组在化学实验研修时探究氢气还原氧化铜实验．

（1）理论计算：称取24.0g CuO进行实验，若H₂足量，应该可以得到Cu的质量为______ g

（2）实验：待24.0g CuO完全变成红色固体，冷却，称量，得固体20.4g．这个反常现象激发了学生的兴趣；

（3）一组学生查阅资料：

Ⅰ．H₂还原CuO时还可能得到氧化亚铜（Cu₂O），Cu₂O为红色固体，不溶于水；

Ⅱ．Cu₂O能与稀硫酸反应：Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O；

Ⅲ．Cu₂O能与稀硝酸反应：3Cu₂O+14HNO₃（稀）=6Cu（NO₃）₂+2NO↑+7H₂O；

Ⅳ．Cu能与稀硝酸反应：3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；

讨论：可以选择足量的______（填“稀硫酸”或“稀硝酸”）判断红色固体中混有Cu₂O； 现象是______；

（4）另一组学生认为通过计算，即可确认固体成分是Cu与Cu₂O的混合物．20.4g红色固体中Cu₂O的物质的量为______mol；将20.4g红色固体加入到体积为200mL足量的稀硝酸中，被还原的硝酸的物质的量为______mol．

Answer

19.2 稀硫酸 溶液呈蓝色同时有红色固体出现 0.075 0.15

【解析】

(1)根据铜元素守恒计算铜的质量；

(3)根据信息Ⅱ可知，Cu2O能与稀硫酸反应产生铜和硫酸铜，根据Ⅲ、Ⅳ可知，Cu2O、Cu都能与稀硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮；

(4)设Cu为xmol，Cu2O为ymol，根据题意有，由此确定Cu2O的物质的量，红色固体加入到足量的稀硝酸中，铜都被氧化成+2价铜离子，硝酸根中的氮从+5价被还原为+2价的NO，根据电子得失守恒计算被还原的硝酸的物质的量。

(1)24.0g CuO中铜元素的质量为g＝19.2g，根据铜元素守恒可知可以得到Cu的质量为19.2g；

(3)根据信息Ⅱ可知，Cu2O能与稀硫酸反应产生铜和硫酸铜，根据Ⅲ、Ⅳ可知，Cu2O、Cu都能与稀硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮，所以用硝酸无法判断是否含有Cu2O，可以选择稀硫酸，若溶液呈蓝色同时有红色固体出现，则说明有Cu2O；

(4)设Cu为xmol，Cu2O为ymol，根据题意有，x＝0.15mol，y＝0.075mol，所以Cu2O的物质的量为0.075mol，红色固体加入到足量的稀硝酸中，铜都被氧化成+2价铜离子，电子转移的物质的量为0.15mol×2+0.075mol×2＝0.45mol，硝酸根中的氮从+5价被还原为+2价的NO，根据电子得失守恒可知被还原的硝酸的物质的量为＝0.15mol。