Question

10．向Cu、Cu₂O和CuO組成的混合物中，加入1L0.6mol•L^-1HNO₃溶液恰好使混合物溶解，同時收集到2240mL NO氣體（標準狀況）．下列說法中不正確的是（已知：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O）（　　）

• A． 上述體現酸性的硝酸與體現氧化性的硝酸其物質的量之比為：5：1
• B． 若將上述混合物用足量的H₂加熱還原，所得到固體的質量為32g
• C． Cu₂O跟稀硝酸反應的離子方程式為：3Cu₂O+14H⁺+2NO${\;}_{3}^{-}$═6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O
• D． 若混合物中含0.1mol Cu，將該混合物與稀硫酸充分反應，至少消耗H₂SO₄的物質的量為0.1mol

Answer 1

分析 A．反應過程中，被還原成NO的物質的量為體現氧化性的硝酸，剩余部分為體現酸性的硝酸；
B．Cu、Cu₂O和CuO組成的混合物與HNO₃溶液恰好反應，生成Cu（NO₃）₂、NO，根據N元素守恒計算n[Cu（NO₃）₂]，再根據Cu元素守恒計算氫氣含有生成的n（Cu），根據m=nM計算還原得到Cu的質量；
C．稀硝酸具有強氧化性、酸性，與Cu₂O反應生成硝酸銅、NO與水；
D．結合NO的體積，根據電子轉移守恒計算混合物中n（Cu₂O），再結合（2）中Cu元素物質的量計算混合物中n（CuO），Cu不與稀H₂SO₄反應，Cu₂O、CuO與稀H₂SO₄反應，根據Cu₂O、CuO中氧原子與H₂SO₄中H⁺結合生成H₂O，據此計算消耗硫酸．

解答 解：A．標況下2.24LNO的物質的量為：$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，則被還原體現氧化性的硝酸的物質的量為0.1mol；參加反應的硝酸的總物質的量為：0.6mol/L×1L=0.6mol，根據N原子守恒，體現酸性的硝酸的物質的量為：0.6mol-0.1mol=0.5mol，所以體現酸性的硝酸與體現氧化性的硝酸其物質的量之比為：0.5mol：0.1mol=5：1，故A正確；
B．Cu、Cu₂O、CuO與HNO₃恰好完全反應時生成Cu（NO₃）₂、NO和H₂O，硝酸的物質的量0.6mol，NO的物質的量=0.1mol，根據N原子守恒可知：n[Cu（NO₃）₂]=$\frac{0.6mol-0.1mol}{2}$=0.25mol，混合物中所含的Cu元素共有0.25mol，根據銅元素守恒可知，用H₂還原Cu、Cu₂O、CuO混合物后應得到0.25mol Cu，故固體的質量為：0.25mol×64g/mol=16g，故B錯誤；
C．Cu₂O被稀HNO₃氧化為Cu²⁺，NO₃^-被還原為NO，同時生成H₂O，其反應的離子方程式為：3Cu₂O+14H⁺+2NO₃^-═6Cu²⁺+2NO↑+7H₂O，故C正確；
D．根據電子轉移守恒，混合物中n（Cu₂O）=$\frac{0.1mol×3-0.1mol×2}{2}$=0.05mol，再結合B中Cu元素物質的量根據Cu守恒可知：n（CuO）=0.25mol-0.1mol-0.05mol×2=0.05mol，混合物中，0.1mol Cu不與稀H₂SO₄反應，0.05molCu₂O、0.05molCuO與稀H₂SO₄反應，根據Cu₂O、CuO中氧原子與H₂SO₄電離的H⁺生成H₂O，可得消耗的n（H₂SO₄）=0.05mol+0.05mol=0.1mol，故D正確；
故選B．

點評 本題考查混合物的計算、氧化還原反應計算，題目難度中等，側重對學生思維能力的考查，B中注意根據守恒思想進行計算，D中利用反應生成水，根據H、O原子關系計算，可避免利用方程式的繁瑣．