Question

4．取一定质量含Cu、Cu₂O、CuO的固体混合物，将其分成两等份，一份中通入足量的H₂并加热，反应后固体质量减少6.4g．另一份中加入500mL的稀硝酸溶液，固体恰好完全溶解，生成NO4.48L（标准状况），则转化过程中所加稀硝酸的物质的量浓度为（　　）

• A． 2.8mol/L
• B． 3.0mol/L
• C． 3.2mol/L
• D． 3.6mol/L

Answer 1

分析 将Cu₂O拆分为Cu、CuO，原混合物看做Cu、CuO的混合物，其中一份用足量的氢气还原，反应后固体质量减少6.40g为拆分后Cu、CuO的混合物中O元素的质量，O原子的物质的量为：$\frac{6.4g}{16g/mol}$=0.4mol，根据Cu元素守恒可知：n（CuO）=n（O）=0.4mol；
另一份中加入500mL稀硝酸，固体恰好完全溶解，溶液中溶质为Cu（NO₃）₂，且同时收集到标准状况下NO气体4.48L，NO的物质的量为：$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，根据电子转移守恒可知拆分后Cu、CuO的混合物中2n（Cu）=3n（NO），由铜元素守恒可知n[Cu（NO₃）₂]=n（CuO）+n（Cu），根据氮元素守恒可知n（HNO₃）=n（NO）+2n[Cu（NO₃）₂]，据此计算n（HNO₃），再根据c=$\frac{n}{V}$计算硝酸的浓度．

解答 解：将Cu₂O拆分为Cu、CuO，原混合物看做Cu、CuO的混合物，其中一份用足量的氢气还原，反应后固体质量减少6.40g为拆分后Cu、CuO的混合物中O元素的质量，O原子的物质的量为：$\frac{6.4g}{16g/mol}$=0.4mol，根据Cu元素守恒可知n（CuO）=n（O）=0.4mol；
另一份中加入500mL稀硝酸，固体恰好完全溶解，溶液中溶质为Cu（NO₃）₂，且同时收集到标准状况下NO气体4.48L，NO的物质的量为：$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，根据电子转移守恒可知拆分后Cu、CuO的混合物中2n（Cu）=3n（NO）=3×0.2mol，n（Cu）=0.3mol，由铜元素守恒可知n[Cu（NO₃）₂]=n（CuO）+n（Cu）=0.4mol+0.3mol=0.7mol，根据氮元素守恒可知n（HNO₃）=n（NO）+2n[Cu（NO₃）₂]=0.2mol+2×0.7mol=1.6mol，硝酸的浓度为：$\frac{1.6mol}{0.5L}$=3.2mol/L，
故选B．

点评 本题考查混合物的计算、守恒计算等，题目难度中等，明确反应过程是解题的关键，本题采取拆分法解答，简化计算过程，注意在学习中归纳总结．