Question

5．取一定質量的均勻固體混合物Cu、Cu₂O和 CuO，將其分成兩等份，取其中一份用足量的氫氣還原，測得反應后固體質量減少3.20g，另一份中加入500mL稀硝酸，固體恰好完全溶解，且同時收集到標準狀況下NO氣體4.48L，則所用硝酸的物質的量濃度為（　　）

• A． 3.6mol/L
• B． 3.2mol/L
• C． 2.8mol/L
• D． 2.4mol/L

Answer 1

分析 將Cu₂O拆分為Cu、CuO，原混合物看做Cu、CuO的混合物，其中一份用足量的氫氣還原，反應后固體質量減少3.20g為拆分后Cu、CuO的混合物中O元素的質量，O原子的物質的量為$\frac{3.2g}{16g/mol}$=0.2mol，根據Cu元素守恒可知n（CuO）=n（O）=0.2mol；另一份中加入500mL稀硝酸，固體恰好完全溶解，溶液中溶質為Cu（NO₃）₂，且同時收集到標準狀況下NO氣體4.48L，NO的物質的量為$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，根據電子轉移守恒可知拆分后Cu、CuO的混合物中2n（Cu）=3n（NO），由銅元素守恒可知n[Cu（NO₃）₂]=n（CuO）+n（Cu），根據氮元素守恒可知n（HNO₃）=n（NO）+2n[Cu（NO₃）₂]，據此計算n（HNO₃），再根據c=$\frac{n}{V}$計算硝酸的濃度．

解答 解：將Cu₂O拆分為Cu、CuO，原混合物看做Cu、CuO的混合物，其中一份用足量的氫氣還原，反應后固體質量減少3.20g為拆分后Cu、CuO的混合物中O元素的質量，O原子的物質的量為$\frac{3.2g}{16g/mol}$=0.2mol，根據Cu元素守恒可知n（CuO）=n（O）=0.2mol；
另一份中加入500mL稀硝酸，固體恰好完全溶解，溶液中溶質為Cu（NO₃）₂，且同時收集到標準狀況下NO氣體4.48L，NO的物質的量為$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，根據電子轉移守恒可知拆分后Cu、CuO的混合物中2n（Cu）=3n（NO）=3×0.2mol，則n（Cu）=0.3mol，由銅元素守恒可知n[Cu（NO₃）₂]=n（CuO）+n（Cu）=0.2mol+0.3mol=0.5mol，根據氮元素守恒可知n（HNO₃）=n（NO）+2n[Cu（NO₃）₂]=0.2mol+2×0.5mol=1.2mol，硝酸的濃度為$\frac{1.2mol}{0.5L}$=2.4mol/L．
故選：D．

點評 本題考查混合物的計算，難度中等，清楚反應過程是解題的關鍵，本題采取拆分法與守恒法進行解答，簡化計算過程，可以通過列方程解答．