Question

7．Cu₂S与一定浓度的HNO₃反应，生成Cu（NO₃）₂、CuSO₄、NO₂、NO和H₂O，当NO₂和NO的物质的量为3：4时，参加反应的Cu₂S与HNO₃的物质的量之比为（　　）

• A． 1：8
• B． 3：20
• C． 3：22
• D． 1：6

Answer 1

分析 Cu₂S与一定浓度的HNO₃反应中，Cu₂S中铜元素由+1价被氧化为+2价、硫元素由-2价被氧化为+6价，硝酸起氧化剂与酸的作用，起氧化剂作用HNO₃中氮元素被还原为NO₂和NO，起酸作用的硝酸生成Cu（NO₃）₂；
令NO₂和NO的物质的量分别为3mol、4mol，根据电子转移守恒计算参加反应的Cu₂S的物质的量，由氮元素守恒可知参加反应的硝酸n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]+n（NO₂）+n（NO），根据铜元素守恒可知溶液中n[Cu（NO₃）₂]=2n（Cu₂S）-n（CuSO₄），由硫元素守恒可知n（Cu₂S）=n（CuSO₄），据此计算参加反应的硝酸的物质的量．

解答 解：Cu₂S与一定浓度的HNO₃反应中，Cu₂S中铜元素由+1价被氧化为+2价、硫元素由-2价被氧化为+6价，硝酸起氧化剂与酸的作用，起氧化剂作用HNO₃中氮元素被还原为NO₂和NO，起酸作用的硝酸生成Cu（NO₃）₂．
令NO₂和NO的物质的量分别为3mol、4mol，根据电子转移守恒可知：
n（Cu₂S）×[6-（-2）+1×2]=3mol×（5-4）+4mol×（5-2），解得n（Cu₂S）=1.5mol．
由硫元素守恒可知n（CuSO₄）=n（Cu₂S）=1.5mol，
根据铜元素守恒可知溶液中n[Cu（NO₃）₂]=2n（Cu₂S）-n（CuSO₄）=2×1.5mol-1.5mol=1.5mol．
由氮元素守恒可知参加反应的硝酸n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]+n（NO₂）+n（NO）=2×1.5mol+3mol+4mol=10mol．
所以实际参加反应的Cu₂S与HNO₃的物质的量之比为n（Cu₂S）：n（HNO₃）=1.5mol：10mol=3：20，
故选B．

点评 本题考查氧化还原反应有关计算，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，明确反应中存在的原子守恒、转移电子守恒是解本题关键，注意转移电子守恒的灵活运用，题目难度中等．