Question

H₂还原CuO所得的红色固体可能是Cu与Cu₂O的混合物，已知Cu₂O在酸性溶液中可发生自身氧化还原反应，生成Cu²⁺和单质铜。现有8g CuO被H₂还原后，得到红色固体6.8g。

（1）6.8 g上述混合物中含Cu与Cu₂O的物质的量之比是                   ；

（2）若将6.8 g上述混合物与足量的稀硫酸充分反应后过滤，可得到固体        g；

（3）若将6.8 g上述混合物与一定量的浓硝酸充分反应，生成标准状况下1.568 L的气体（不考虑NO₂的溶解，也不考虑NO₂与N₂O₄的转化），则该气体的成分及物质的量之比是             ；

Answer

（1）2︰1；（2）4.8；（3）NO、NO2 之比为 4︰3；

【解析】

试题分析：（1）n（CuO）=8g÷80g/mol=0.1mol，氧元素的物质的量=n（CuO）=铜元素的物质的量=0.1mol；固体由CuO生成Cu和Cu2O，减少的质量为氧元素的质量，即8g-6.8g=1.2g，减少的氧元素的物质的量=1.2g÷16g/mol=0.075mol，所以Cu2O中氧元素的物质的量=0.1mol-0.075mol=0.025mol，n（Cu2O）=0.025mol，根据铜元素守恒得n（Cu）=0.1mol-2×0.025mol=0.05mol，单质铜与氧化亚铜的物质的量之比是2：1。

（2）n（Cu）=0.1mol-2×0.025mol=0.05mol，所以m（Cu）=0.05mol×64g/mol=3.2g，氧化亚铜的质量=6.8g-3.2g=3.6g．氧化亚铜和稀硫酸反应，铜和稀硫酸不反应，设氧化亚铜和稀硫酸反应生成铜的质量为x，氧化亚铜和稀硫酸反应的方程式为：

Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O

144g 64g

3.6g x 解得x=1.6g，所以可得到固体的质量=3.2g+1.6g=4.8克。

（3）通过（2）分析知，6.8克铜和氧化亚铜的混合物与硝酸反应相当于4.8克的铜与硝酸反应。设铜与硝酸反应全部生成二氧化氮，二氧化氮的体积为：

Cu+4HNO3=Cu（NO3）2+2NO2 ↑+2H2O

64g 44.8L

4.8g 3.36L

设铜与硝酸反应全部生成一氧化氮，一氧化氮的体积为：

3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

192g 44.8L

4.8g 1.12L

1.12L＜1.568L＜3.36L，所以该气体是二氧化氮和一氧化氮的混合物

设生成一氧化氮的物质的量为ymol，生成二氧化氮的物质的量为zmol．

3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

192g 2mol

96yg ymol

Cu+4HNO3=Cu（NO3）2+2NO2 ↑+2H2O

64g 2mol

32zg zmol

y+z=1.568L÷22.4L/mol、96y+32z=4.8，解得y=0.04，z=0.03，所以一氧化氮和二氧化氮的物质的量之比为4：3。

考点：考查了铜金属及其重要化合物的主要性质；化学方程式的有关计算的相关知识。