Question

9．一定量的CuS和Cu₂S的混合物投入足量的HNO₃中，收集到气体VL（标准状况），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CuO12.0g，若上述气体为NO和NO₂的混合物，且体积比为1﹕1，求V的范围．

Answer 1

分析 利用极限法解答，假设混合物全是CuS，或混合物全是Cu₂S，根据n=$\frac{m}{M}$计算n（CuO），根据电子转移守恒计算n（CuS）、n（Cu₂S），再根据电子转移数目守恒，计算n（NO）、n（NO₂），根据V=nV_m计算气体体积，实际气体介于二者之间．

解答 解：若混合物全是CuS，其物质的量n（CuS）=n（CuO）=$\frac{12g}{80g/mol}$=0.15mol，转移电子物质的量=0.15×（6+2）=1.2mol．NO和NO₂的体积相等，设NO的物质的量为x、NO₂的物质的量为x，则3x+x=1.2，解得x=0.3，故气体体积V=0.6mol×22.4L/mol=13.44L；
若混合物全是Cu₂S，其物质的量n（Cu₂S）=$\frac{1}{2}$n（CuO）=$\frac{1}{2}$×0.15mol=0.075mol，转移电子物质的量0.075×10=0.75mol，设NO为xmol、NO₂为xmol，3x+x=0.75，计算得x=0.1875，气体体积0.1875mol×2×22.4L/mol=8.4L，
故8.4L＜V＜13.44L，
答：气体体积范围为8.4L＜V＜13.44L．

点评 本题考查混合物计算、氧化还原反应计算，难度中等，注意守恒思想与极限法的利用，是对学生综合能力的考查