Question

【題目】高一某研究性學習小組在化學實驗研修時探究氫氣還原氧化銅實驗．

（1）理論計算：稱取24.0g CuO進行實驗，若H2足量，應該可以得到Cu的質量為______ g

（2）實驗：待24.0g CuO完全變成紅色固體，冷卻，稱量，得固體20.4g．這個反�，F象激發了學生的興趣；

（3）一組學生查閱資料：

Ⅰ．H2還原CuO時還可能得到氧化亞銅（CuO），CuO為紅色固體，不溶于水；

Ⅱ．Cu2O能與稀硫酸反應：CuO+HSO=CuSO+Cu+HO；

Ⅲ．Cu2O能與稀硝酸反應：3CuO+14HNO（�。�=6Cu（NO）+2NO↑+7HO；

Ⅳ．Cu能與稀硝酸反應：3Cu+8HNO（�。�=3Cu（NO）+2NO↑+4HO；

討論：可以選擇足量的______（填“稀硫酸”或“稀硝酸”）判斷紅色固體中混有Cu2O； 現象是______；

（4）另一組學生認為通過計算，即可確認固體成分是Cu與Cu2O的混合物．20.4g紅色固體中Cu2O的物質的量為______mol；將20.4g紅色固體加入到體積為200mL足量的稀硝酸中，被還原的硝酸的物質的量為______mol．

Answer 1

【答案】19.2 稀硫酸 溶液呈藍色同時有紅色固體出現 0.075 0.15

【解析】

(1)根據銅元素守恒計算銅的質量；

(3)根據信息Ⅱ可知，Cu2O能與稀硫酸反應產生銅和硫酸銅，根據Ⅲ、Ⅳ可知，Cu2O、Cu都能與稀硝酸反應生成硝酸銅和一氧化氮；

(4)設Cu為xmol，Cu2O為ymol，根據題意有，由此確定Cu2O的物質的量，紅色固體加入到足量的稀硝酸中，銅都被氧化成+2價銅離子，硝酸根中的氮從+5價被還原為+2價的NO，根據電子得失守恒計算被還原的硝酸的物質的量。

(1)24.0g CuO中銅元素的質量為g＝19.2g，根據銅元素守恒可知可以得到Cu的質量為19.2g；

(3)根據信息Ⅱ可知，Cu2O能與稀硫酸反應產生銅和硫酸銅，根據Ⅲ、Ⅳ可知，Cu2O、Cu都能與稀硝酸反應生成硝酸銅和一氧化氮，所以用硝酸無法判斷是否含有Cu2O，可以選擇稀硫酸，若溶液呈藍色同時有紅色固體出現，則說明有Cu2O；

(4)設Cu為xmol，Cu2O為ymol，根據題意有，x＝0.15mol，y＝0.075mol，所以Cu2O的物質的量為0.075mol，紅色固體加入到足量的稀硝酸中，銅都被氧化成+2價銅離子，電子轉移的物質的量為0.15mol×2+0.075mol×2＝0.45mol，硝酸根中的氮從+5價被還原為+2價的NO，根據電子得失守恒可知被還原的硝酸的物質的量為＝0.15mol。