Question

向Cu、Cu₂O和CuO組成的混合物中，加入1 L 0.6 mol·L ^-1HNO₃溶液恰好使混合物溶解，同時收集到2240 mL NO氣體（標準狀況）。（已知：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O）
（1）Cu₂O跟稀硝酸反應的離子方程式　 　 。
（2）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　　 g。
（3）若混合物中含0.1 mol 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　　 。

Answer 1

（1）3Cu₂O+ 14H⁺ + 2NO₃^-=6Cu²⁺ +2 NO↑+ 7H₂O          （2）16   （3）0.1mol

解析試題分析：（1）Cu₂O跟稀硝酸反應的離子方程式為3Cu₂O+ 14H⁺ + 2NO₃^-=6Cu²⁺ +2 NO↑+ 7H₂O。(2)n(HNO₃)=0.6mol,n(NO)=2.24L÷22.4L/mol=0.1mol.所以n(Cu(NO₃)₂)=1/2n(NO₃^-)=0.25mol.所以若將上述混合物用足量的H₂加熱還原，所得到固體的質量即為Cu的質量。m(Cu)= 0.25mol×64g/mol=16g。（3）若混合物中含0.1 mol Cu，根據方程式3Cu＋8HNO₃(稀)=2Cu(NO₃)₂＋2NO↑＋4H₂O可知Cu產生的NO的物質的量為0.2/3mol,則Cu₂O與硝酸反應產生的NO的物質的量為0.1mol-2/3×0.1mol=0.1/3mol.在根據3Cu₂O+ 14H⁺ + 2NO₃^-=6Cu²⁺ +2 NO↑+ 7H₂O可計算出Cu₂O的物質的量為0.05mol.所以CuO物質的量為(0.15-0.2/3-0.1/3)mol=0.05mol結合方程式：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O; Cu₂O+H₂SO₄="Cu+" Cu SO₄+H₂O.可知：消耗的H₂SO₄的物質的量為0.05mol+0.05mol=0.1mol.
考點：考查Cu、Cu₂O和CuO與硝酸、硫酸反應原理及離子方程式的書寫及個組分含量的計算。