Question

实验室H₂还原CuO所得的红色固体可能是Cu与Cu₂O的混合物，已知Cu₂O在酸性溶液中可发生自身氧化还原反应，生成Cu²⁺和单质铜。现有8g CuO被H₂还原后，得到红色固体6.8g。

（1）6.8 g上述混合物中含Cu与Cu₂O的物质的量之比是                   ；

（2）若将6.8 g上述混合物与足量的稀硫酸充分反应后过滤，可得到固体        g；

（3）若将6.8 g上述混合物与一定量的浓硝酸充分反应，生成标准状况下1.568 L的气体（本题不考虑NO₂的溶解，也不考虑NO₂与N₂O₄的转化），则推断该气体的成分及物质的量之比（本小题需有解题过程）。

Answer

（1）2︰1；（2）4.8；（3）NO、NO2 之比为 4︰3

【解析】

试题分析：：（1）n（CuO）=8g÷80g/mol=0.1mol，根据Cu、O原子守恒得n（O）=n（CuO）＝n（Cu）=0.1mol；固体由CuO生成Cu和Cu2O组成，减少的质量为氧元素的质量，即8g-6.8g=1.2g，减少的n（O）=1.2g÷16g/mol=0.075mol，所以Cu2O中n（O）=0.1mol-0.075mol=0.025mol，所以n（Cu2O）=0.025mol，根据铜元素守恒得n（Cu）=0.1mol-2×0.025mol=0.05mol，所以n（Cu）与n（Cu2O）之比是2：1；

（2）n（Cu）=0.1mol-2×0.025mol=0.05mol，所以m（Cu）=0.05mol×64g/mol=3.2g，m（Cu2O）=6.8g-3.2g=3.6g。Cu2O和稀硫酸反应，铜和稀硫酸不反应，设Cu2O和稀硫酸反应生成铜的质量为x，氧化亚铜和稀硫酸反应的方程式为：

Cu2O+H2SO4＝CuSO4+Cu+H2O

144g 64g

3.6g x

144g：64g=3.6g：x

解得x=1.6g

所以可得到固体的质量=3.2g+1.6g=4.8g；

（3）①通过②分析知，6.8克的铜和氧化亚铜的混合物与硝酸反应相当于4.8克的铜与硝酸反应。设铜与硝酸反应全部生成二氧化氮，二氧化氮的体积为：

Cu+4HNO3=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O

64g 44.8L

4.8g 3.36L

设铜与硝酸反应全部生成一氧化氮，一氧化氮的体积为：

3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

192g 44.8L

4.8g 1.12L

1.12L＜1.568L＜3.36L，所以该气体是二氧化氮和一氧化氮的混合物；设生成一氧化氮的物质的量为ymol，生成二氧化氮的物质的量为zmol，则÷

3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

192g 2mol

96yg ymol

Cu+4HNO3=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O

64g 2mol

32zg zmol

y+z＝1.568÷22.4、96y+32z＝4.8，解得y＝0.04、z＝0.03，所以一氧化氮和二氧化氮的物质的量之比为4：3。

【考点定位】本题主要是考查化学方程式计算

【名师点晴】该题侧重考查学生分析计算能力，明确物质性质及物质之间关系式是解本题关键，解答时注意利用好各种守恒法，特别是原子守恒、电子得失守恒等。注意（3）题要确定气体成分，方法是利用极限法，也可以直接设出NO和NO2的物质的量根据反应的化学方程式进行计算，题目难度较大。