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    向Cu、Cu2O和CuO组成的混合物中加入100 mL 0.6 mol·L-1HNO3,恰好使混合物溶解，同时收集到224 mLNO气体(标准状况)。求：

    (1)写出Cu2O跟稀硝酸反应的化学方程式。

    (2)产物中硝酸铜的物质的量。

    (3)如混合物中含0.01 mol Cu，则其中Cu2O、CuO的物质的量分别为多少？

    (4)如混合物中Cu的物质的量为x,求其中Cu2O、CuO的物质的量及x的取值范围。

    解析：(1)3Cu2O+14HNO3====6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O

    (2)利用N原子守恒。n(HNO3)=0.06 mol,n(NO)=0.01 mol,则n〔Cu(NO3)2〕=(0.06-0.01)mol/2

    =0.025 mol。

    (3)本题混合物中虽含有Cu、Cu2O和CuO三种物质，但参加氧化还原反应的只有Cu、Cu2O,所以利用得失电子守恒可直接求解。

        转移电子总数:n(e-)=n(NO)×3=0.03 mol

        Cu提供电子数：0.01×2=0.02 mol

        Cu2O失去电子的物质的量为0.03 mol-0.02 mol=0.01 mol，则n(Cu2O)=0.005 mol,CuO的物质的量n(CuO)=0.025 mol-0.01 mol-0.005 mol=0.005 mol

    (4)根据氧化还原反应中得失电子数目相等可知：x·2+n(Cu2O)×2×(2-1)=0.03 mol

        解得n(Cu2O)=0.015 mol-x

        由于Cu、Cu2O、CuO中的铜元素全部以Cu(NO3)2形式存在，所以∶n(CuO)=n〔Cu(NO3)2〕-n(Cu)-n(Cu2O)×2=x-0.005 mol

        当n(CuO)=0时，x=0.005 mol

        当n(Cu2O)=0时，x=0.015 mol

        故x的取值范围为：0.005 mol≤x≤0.015 mol

    答案：(1)3Cu2O+14HNO3====6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O

    (2)0.025 mol

    (3)0.005 mol  0.005 mol

    (4)0.015 mol-x  x-0.005 mol  0.005 mol≤x≤0.015 mol

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    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    某研究性学习小组为了研究Cu与浓H2SO4的反应和比较Cu的+1价化合物与+2价化合物的稳定性，设计如下实验探究方案（装置中的固定仪器和酒精灯均未画出）实验选用细铜丝、98.3%H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等药品，铜丝被卷成螺旋状，一端投入浓H2SO4中，另一端露置在液面上方．

    以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录．
    材料一：小组交流记录
    学生1：加热前，无现象发生；加热后，液面下铜丝变黑，产生气泡，有细小黑色颗粒状物质从铜丝表面进入浓硫酸中，黑色物质是什么？值得探究！
    学生2：我也观察到黑色颗粒状物质，后来逐渐转变为灰白色固体，我想该灰白色固体极有可能是未溶于浓硫酸的CuSO4．
    学生3：你们是否注意到液面以上的铜丝也发黑，而且试管上部内壁有少量淡黄色S固体凝聚，会不会液面以上的铜丝与硫发生了反应，我查资料发现：2Cu+S
     V 
    .
     
    Cu2S（黑色）
    材料二、探究实验剪辑
    实验1：将光亮的铜丝在酒精灯火焰上灼烧变黑，然后插入稀硫酸中，铜丝重新变得光亮，溶液呈蓝绿色；将光亮的铜丝置入加热的硫蒸气中变黑，然后插入稀硫酸中无变化．
    实验2：截取浓硫酸液面上方变黑的铜丝，插入稀硫酸中无变化；将浓硫酸液面下方变黑的铜丝，插入稀硫酸、黑色明显变浅，溶液呈蓝绿色．
    实验3：将溶液中的黑色颗粒状物质，经过滤、稀硫酸洗、蒸馏水洗、干燥后放入氧气流中加热，然后冷却，用电子天平称重发现质量减小10%左右．
    根据上述材料回答下列问题：
    （1）A试管上方的长导管的作用是；
    导气、冷凝、回流
    导气、冷凝、回流
    ；D、E两支试管中CCl4
    的作用是
    防止倒吸
    防止倒吸
    ．
    （2）加热过程中，观察到A试管中出现大量白色烟雾，起初部分烟雾在试管上部内壁析出淡黄色固体物质，在持续加热浓硫酸（沸腾）时，淡黄色固体物质又慢慢地消失．写出淡黄色固体消失的化学反应方程式：
    S+2H2SO4（浓）
      △  
    .
     
    3SO2↑+2H2O
    S+2H2SO4（浓）
      △  
    .
     
    3SO2↑+2H2O
    ．
    （3）对A试管中的浓H2SO4和铜丝进行加热，很快发现C试管中品红溶液褪色，但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀．学生1猜想是由于SO2溶解度较大，生成了Ca（SHO3）2的缘故．请你设计实验验证学生1的猜想
    取样后，向其中加氢氧化钠溶液，观察是否有沉淀生成（其他答案也合理）
    取样后，向其中加氢氧化钠溶液，观察是否有沉淀生成（其他答案也合理）
    ．
    （4）根据上述研究，结合所学知识，你认为液面下方铜丝表面的黑色物质成分是：
    CuO、CuS、Cu2S
    CuO、CuS、Cu2S
    ．（写化学式）
    （5）学生2将反应后的反应液稀释后进行检验，发现溶液呈酸性，对比，学生2提出猜想是：铜与浓硫酸反应生成的硫酸铜水解使溶液呈酸性，请写出该水解反应的离子方程式：
    Cu2++H2OCu（OH）2+2H+
    Cu2++H2OCu（OH）2+2H+
    ．
    你的猜想是：
    铜和浓硫酸反应的实验中硫酸过量使溶液显酸性
    铜和浓硫酸反应的实验中硫酸过量使溶液显酸性
    ；
    请你设计一个简单的实验以验证你的猜想：
    取稀释后的溶液适量于试管中，加入足量的铁粉，若有无色无味的气体产生，证明硫酸过量（其他答案也合理）
    取稀释后的溶液适量于试管中，加入足量的铁粉，若有无色无味的气体产生，证明硫酸过量（其他答案也合理）
    ．
    （6）该研究性学习小组的同学为了比较Cu的+1价化合物和+2价化合物的稳定性，他们取98gCu（OH）2固体，加热至80℃-100℃时，得到黑色固体粉末，继续加热到1000℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末X．冷却后称量，X的质量为72g．向X中加入过量稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器中还有红色固体存在，据此可推得，X的化学式为
    Cu2O
    Cu2O
    ，可以得出的结论是
    高于100°C时Cu2O比CuO稳定，在溶液中Cu2+比Cu+稳定
    高于100°C时Cu2O比CuO稳定，在溶液中Cu2+比Cu+稳定
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    铜及其化合物一般都具有特征的颜色，例如Cu、Cu2O呈红色，CuO呈黑色，CuSO4?5H2O呈蓝色等．研究性学习小组甲为检测实验室的Cu2O试样中是否含有Cu进行了认真的探究．
    Ⅰ．查阅资料：①Cu2O属于碱性氧化物；         ②在空气中灼烧Cu2O生成CuO；
    ③Cu2O在酸性条件下能发生自身氧化还原反应（Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O）．
    Ⅱ．设计实验方案：
    方案1：取该红色试样溶于足量的稀硝酸中，观察溶液颜色变化
    方案2：取该红色试样溶于足量的稀硫酸中，观察是否有残渣
    方案3：称得干燥坩埚的质量为a g，取红色试样置于坩埚中称得总质量为b g，在空气中充分灼烧至完全变黑，并在干燥器中冷却，再称量．如此反复多次直到质量不变，称得最后质量为c g．分析数据，作出合理判断．
    （1）请你评价方案1和方案2．如果你认为该方案合理，请简述其工作原理；如果你认为该方案不合理，请简述原因．
    方案Ⅰ不合理，铜和氧化亚铜都能和硝酸生成Cu2+；方案Ⅱ不合理，Cu+在酸性条件下能发生自身氧化还原反应，也生成了铜单质
    方案Ⅰ不合理，铜和氧化亚铜都能和硝酸生成Cu2+；方案Ⅱ不合理，Cu+在酸性条件下能发生自身氧化还原反应，也生成了铜单质

    （2）方案3中，如果a、b、c的关系符合c=
    10
    9
    （b-a）
    10
    9
    （b-a）
    可确认红色粉末是Cu2O
    Ⅲ．研究性学习小组乙，设计了新的探究方案，装置如图所示．

    （3）简述新探究方案中，气体发生装置的气密性如何检验（操作、现象、结论）：
    关闭活塞，从长颈漏斗向试管中注入一定量的水，使漏斗内液面高于试管内液面，静置后若漏斗内液面不下降，则装置的气密性良好；液面下降，则装置漏气
    关闭活塞，从长颈漏斗向试管中注入一定量的水，使漏斗内液面高于试管内液面，静置后若漏斗内液面不下降，则装置的气密性良好；液面下降，则装置漏气

    （4）你认为依据新方案测定上述红色试样成分必须获得下列哪些物理量：（选填序号）
    ②③⑤
    ②③⑤
         ①通入氢气体积； ②反应前，红色试样+硬质试管的总质量；
    ③完全反应后红色固体+硬质试管的总质量；④实验前，干燥管（含药品）的质量；⑤硬质试管质量；⑥锌粒质量；⑦稀硫酸中含溶质的量；⑧实验后，干燥管（含药品）的质量
    （5）有人提出，在氢气发生器与硬质试管之间应加一个干燥装置，你认为
    需要
    需要
    （选填“需要”或“不需要”），简述理由
    反应后，应让铜粉在氢气流中冷却，如没有干燥管，铜粉将吸湿
    反应后，应让铜粉在氢气流中冷却，如没有干燥管，铜粉将吸湿
    ．

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    科目：高中化学 来源：2014届河北省高三上学期二调考试化学试卷（解析版） 题型：填空题

    铜及其化合物在生产生活中有广泛应用，铜在化合物中的常见化合价有+l、+2。已知Cu2O与稀硫酸反应，溶液呈蓝色。

    （1）工业上可用Cu2S+O22Cu+SO2反应制取粗铜，当有32gCu2S消耗时，电子转移数目是         。

    （2）将少量铜丝放入适量的稀硫酸中，温度控制在50℃，加入H2O2，反应一段时间后，升温到60℃，再反应一段时间后可制得硫酸铜，温度控制在50℃-60℃的两个原因除了加快反应速率外，还有                   。在CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液加热，生成CuCl沉淀,写出生成CuCl的离子方程式                         。

    （3）某小组同学在做铜与浓硫酸反应的实验时，发现铜片表面有黑色固体生成。

    ①甲同学猜想：黑色固体是未来得及溶解于酸的CuO, 其猜想可用化学方程式表示为：

    Cu +  H2SO4                                        

    ②乙同学认为：黑色固体除CuO外还可能含有Cu2S和CuS.其理由可能是    （填字母）

    a.Cu2S和CuS都是黑色的

    b.铜与浓硫酸在加热条件下反应，还可能放出O2

    c.浓硫酸是氧化剂，铜是还原剂，Cu的化合价上升与S的化合价下降有多种可能

    （4）现向Cu、Cu2O和CuO组成的混合物中，加入1 L 0.6 mol/L HNO3溶液恰好使混合物溶解，同时收集到2240 mL NO气体（标准状况）。Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式                  。若将上述混合物用足量的H2加热还原，所得到固体的质量为         g。若混合物中含0.1 mol Cu，将该混合物与稀硫酸充分反应，至少消耗H2SO4的物质的量为           。

     

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    科目：高中化学 来源：2012-2013学年江西省赣州市十一县（市）高三上学期期中联考化学试卷（解析版） 题型：选择题

    向27．2gCu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0．5L，固体物质完全反应，生成NO 和Cu（NO3）2．在所得溶液中加入1．0mol/L 的NaOH溶液1．0L，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39．2g。下列有关说法不正确的是（  ）

    A．Cu与Cu2O 的物质的量之比为2:1

    B．硝酸的物质的量浓度为2．6mol/L

    C．产生的NO在标准状况下的体积为4．48L

    D．Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0．2mol

     

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    铜及其化合物在生产生活中有广泛应用，铜在化合物中的常见化合价有+l、+2。已知Cu2O与稀硫酸反应，溶液呈蓝色。

    （1）工业上可用Cu2S+O22Cu+SO2反应制取粗铜，当有32gCu2S消耗时，电子转移数目是         。

    （2）将少量铜丝放入适量的稀硫酸中，温度控制在50℃，加入H2O2，反应一段时间后，升温到60℃，再反应一段时间后可制得硫酸铜，温度控制在50℃-60℃的两个原因除了加快反应速率外，还有                   。在CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液加热，生成CuCl沉淀,写出生成CuCl的离子方程式                         。

    （3）某小组同学在做铜与浓硫酸反应的实验时，发现铜片表面有黑色固体生成。

    ①甲同学猜想：黑色固体是未来得及溶解于酸的CuO, 其猜想可用化学方程式表示为：

    Cu +  H2SO4                                        

    ②乙同学认为：黑色固体除CuO外还可能含有Cu2S和CuS.其理由可能是    （填字母）

    a  Cu2S和CuS都是黑色的

    b  铜与浓硫酸在加热条件下反应，还可能放出O2

    c  浓硫酸是氧化剂，铜是还原剂，Cu的化合价上升与S的化合价下降有多种可能

    （4）现向Cu、Cu2O和CuO组成的混合物中，加入1 L 0.6 mol/L HNO3溶液恰好使混合物溶解，同时收集到2240 mL NO气体（标准状况）。Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　 。若将上述混合物用足量的H2加热还原，所得到固体的质量为　　　　 g。若混合物中含0.1 mol Cu，将该混合物与稀硫酸充分反应，至少消耗H2SO4的物质的量为　　　　　 。

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