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
题型:长宁区模拟难度:来源:
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. |
答案
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. |
举一反三
相同质量的铜粉分别与过量的浓硝酸、稀硝酸完全反应,产生气体的体积比(同温同压下)为( ) |
通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一.对下列实验事实解释正确的是( )A.现象:KI淀粉溶液中通入Cl2,溶液变蓝;解释:Cl2能与淀粉发生显色反应 | B.现象:浓HNO3在光照条件下变黄;解释:浓HNO3不稳定,生成有色产物能溶于浓硝酸 | C.现象:某溶液中加入硝酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成;解释:说明该溶液中含有SO42- | D.现象:向盐酸中加入浓硫酸时产生白雾;解释:说明浓硫酸具有脱水性 |
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(1)ag铁粉放入含bmolHNO3的浓硝酸中,加热充分反应后,再加入稀硫酸,铁粉恰好完全溶解,经测定溶液中只含Fe3+(一种金属离子)和SO42-(一种酸根离子). ①写出反应开始时溶液中发生反应的化学方程式______. ②写出加入硫酸后,所发生反应的离子方程式______. (2)硫酸是基础化学工业的重要产品目前,我国采用“接触法”制硫酸,简单流程如图所示:
①设备B中名称是______,图中b处导出气体的成分是(写化学式)______. ②设备C中用98.3%的H2SO4来吸收SO2的原因是______. ③燃烧1t含硫质量分数为48%的黄铁矿石,在理论上能生产98%H2SO4______t. |
铜既能与稀硝酸反应,也能与浓硝酸反应,反应方程式为:Cu+4HNO3(浓)→Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O; 3Cu+8HNO3(稀)→3Cu(NO3)2↑+2NO+4H2O. 现将25.6g Cu投入50mL 12mol/L的浓硝酸中,充分反应后,收集到4.48L(标准状态)NO和NO2的混合气体. (1)被还原硝酸的物质的量是______; (2)判断25.6g Cu和50mL 12mol/L的硝酸反应后何者有剩余?______,其物质的量是______; (3)如果4.48L(标准状态)NO和NO2的混合气体是通过排水法进行收集,则收集到的气体的体积是______L气体(标准状态); (4)如果往反应后的体系内再加入200mL 4mol/L的稀硫酸,又会产生______ L气体(标准状态). |
在研究性学习中,某实验小组进行了铜与稀硝酸反应的实验探究.有三位学生设计了以下三种实验方案.如图所示:
(1)写出稀硝酸与铜反应的化学方程式______. (2)甲同学用图1装置进行实验,在圆底烧瓶中加入20mL 6mol/L HNO3和2g薄铜片,在反应开始时,可观察到水槽内的导管中水面先慢慢上升到一定高度,此后又回落,然后有气泡从导管口冒出.试说明产生上述现象的原因______. (3)乙同学将甲的实验进行了改进,采用了图2装置进行实验. ①在实验中,要使B中的气体始终保持无色,其操作是______. ②如果开启a和c,关闭b,装置里液面上空间的体积为VmL,空气中氧气的体积分数为21%,实验在标准状况下进行,全部氧气通过反应转化为硝酸;实验开始时加入的铜为mg,实验完毕后剩余的铜为ng,所得溶液体积也是VmL.则所得溶液的物质的量浓度是______. (4)丙同学采用图3装置进行实验,将活塞打开,从U形管的长管口注入稀硝酸,一直注到U形管短管中充满液体时,立即关闭活塞.铜与稀硝酸开始反应产生NO气体. ①当______时反应、自动停止,在______处观察到无色的NO气体. ②为了证明Cu与稀HNO3反应生成的气体是NO,而不是N2,需要的简单操作是______. ③图3装置与图1、图2装置相比,优点是______. |
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