Question

Cu、Cu₂O和CuO组成的混合物，加入100mL0.6mol?L^-1HNO₃溶液恰好使混合物完全溶解，完全生成硝酸铜、一氧化氮和水．现共收集到224mLNO气体（标准状况）．求：
1）相同物质的量的Cu、Cu₂O和CuO，消耗该浓度硝酸最多的是哪一种物质，写出其与该硝酸反应的离子方程式．
2）如原混合物中含单质铜0.01moL，则其中Cu₂O、CuO的物质的量分别为多少？
3）求混合物中CuO的物质的量可能接近的最大值．

Answer 1

解：1）反应的化学方程式分别为：
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mol硝酸，1molCu₂O消耗mol硝酸，1molCuO消耗2mol硝酸，
消耗该浓度硝酸最多的是Cu₂O；
反应的离子方程式为3Cu₂O+14H⁺+2NO₃^-→6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O，
答：耗该浓度硝酸最多的是Cu₂O；该硝酸反应的离子方程式为3Cu₂O+14H⁺+2NO₃^-→6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O；
2）利用N原子守恒：n（HNO₃）=0.06mol，n（NO）=0.01mol，则n[Cu（NO₃）₂]==0.025mol，
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，
所以利用电子守恒可直接求解．
转移电子的物质的量：n（e）=n（NO）×3=0.03mol，
Cu提供电子的物质的量：0.01×2=0.02mol，
Cu₂O提供电子的物质的量：0.03-0.02=0.01mol
n（Cu₂O）==0.005mol
铜原子守恒：n（CuO）=0.025mol-0.01mol-0.005mol×2=0.005mol
答：如原混合物中含单质铜0.01moL，则其中Cu₂O、CuO的物质的量分别为n（Cu₂O）=0.005mol；n（CuO）=0.005mol；
（3）等物质的量的铜与氧化亚铜失电子数相同，产生的NO相同，但消耗硝酸后者多．
进行极端假设：当铜最多，Cu₂O趋于0时，CuO的物质的量为可能接近的最大值；
此时，根据电子守恒可知，n（Cu）==0.015 mol
根据N原子守恒可知，n（CuO）==0.01mol
答：混合物中CuO的物质的量可能接近的最大值为0.01mol．
分析：1）根据反应的方程式判断消耗硝酸的量，并写出离子方程式；
2）利用N原子守恒、电子守恒和铜原子守恒进行计算；
3）利用端值法计算．
点评：本题考查混合物的计算，题目具有一定难度，本题利用守恒的方法和端值法计算．