Question

（2011?長寧區(qū)模擬）Cu、Cu₂O和CuO組成的混合物，加入100mL0.6mol?L^-1HNO₃溶液恰好使混合物完全溶解，完全生成硝酸銅、一氧化氮和水．現(xiàn)共收集到224mLNO氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．求：
1）相同物質(zhì)的量的Cu、Cu₂O和CuO，消耗該濃度硝酸最多的是哪一種物質(zhì)，寫出其與該硝酸反應(yīng)的離子方程式．
2）如原混合物中含單質(zhì)銅0.01moL，則其中Cu₂O、CuO的物質(zhì)的量分別為多少？
3）求混合物中CuO的物質(zhì)的量可能接近的最大值．

Answer 1

分析：1）根據(jù)反應(yīng)的方程式判斷消耗硝酸的量，并寫出離子方程式；
2）利用N原子守恒、電子守恒和銅原子守恒進(jìn)行計算；
3）利用端值法計算．

解答：解：1）反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：
3Cu+8HNO₃═3Cu（N0₃）₂+2NO↑+4H₂O，
3Cu₂O+14HNO₃═6Cu（N0₃）₂+2NO↑+7H₂O，
CuO+2HNO₃═Cu（N0₃）₂+H₂O，
由方程式可以看出，1molCu消耗

8

3

mol硝酸，1molCu₂O消耗

14

3

mol硝酸，1molCuO消耗2mol硝酸，
消耗該濃度硝酸最多的是Cu₂O；
反應(yīng)的離子方程式為3Cu₂O+14H⁺+2NO₃^-→6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O，
答：耗該濃度硝酸最多的是Cu₂O；該硝酸反應(yīng)的離子方程式為3Cu₂O+14H⁺+2NO₃^-→6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O；
2）利用N原子守恒：n（HNO₃）=0.06mol，n（NO）=0.01mol，則n[Cu（NO₃）₂]=

0.06mol-0.01mol

2

=0.025mol，
混合物中雖含有Cu、Cu₂O和CuO三種物質(zhì)，但參加氧化還原反應(yīng)的只有 Cu、Cu₂O，
所以利用電子守恒可直接求解．
轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量：n（e）=n（NO）×3=0.03mol，
Cu提供電子的物質(zhì)的量：0.01×2=0.02mol，
Cu₂O提供電子的物質(zhì)的量：0.03-0.02=0.01mol    
n（Cu₂O）=

0.01mol

2

=0.005mol
銅原子守恒：n（CuO）=0.025mol-0.01mol-0.005mol×2=0.005mol
答：如原混合物中含單質(zhì)銅0.01moL，則其中Cu₂O、CuO的物質(zhì)的量分別為n（Cu₂O）=0.005mol；n（CuO）=0.005mol； 
（3）等物質(zhì)的量的銅與氧化亞銅失電子數(shù)相同，產(chǎn)生的NO相同，但消耗硝酸后者多．
進(jìn)行極端假設(shè)：當(dāng)銅最多，Cu₂O趨于0時，CuO的物質(zhì)的量為可能接近的最大值；
此時，根據(jù)電子守恒可知，n（Cu）=

0.01mol×3

2

=0.015 mol
根據(jù)N原子守恒可知，n（CuO）=

0.06mol-0.015mol× 8 3

2

=0.01mol
答：混合物中CuO的物質(zhì)的量可能接近的最大值為0.01mol．

點(diǎn)評：本題考查混合物的計算，題目具有一定難度，本題利用守恒的方法和端值法計算．