问题: 高一化学问题求解
Cu、Cu2O和CuO组成的混合物,加入100mL 0.6mol·L-1 硝酸恰好使混合物完全溶解,同时收集到224mL NO气体(标准状况)。完成下列问题
1: Cu2O跟硝酸反应的化学方程式为:___________
2:产物中硝酸铜的物质的量为___________
3:若原混合物中有0.01mol Cu,则其中Cu2O的物质的量 _______ CuO的物质的量_______
4:若原混合物中Cu 的物质的量为x,求其中Cu2O、CuO的物质的量及x的取值范围(写出计算过程)
解答:
1. 利用电子守恒进行配平。3Cu2O+14HNO3==6Cu(NO3)2 + 2NO↑+7H2O
2. 利用N原子守恒。n(HNO3)== 0.06mol,n(NO)== 0.01mol,
则n(Cu(NO3)2)==(0.06-0.01)/2=0.025mol
3. 本题混合物中虽含有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。
转移电子总数:n(e-)= n(NO)×3==0.03mol
Cu提供电子数:0.01×2=0.02mol
Cu2O提供电子数:0.03-0.02=0.01mol n(Cu2O)=0.01/2=0.005mol
n(CuO)=0.0025-0.01-0.005×2=0.005mol
4. 根据3解法可得n(Cu2O)=0.015-Xmol n(CuO)=X-0.005mol。根据电子守恒进行极端假设:若电子全由Cu提供则n(Cu)=0.015mol;若电子全由Cu2O提供则n(Cu2O)=0.015mol,则n(Cu2+)==0.03mol大于了0.025mol,说明n(Cu)不等于0,另根据n(CuO)=X-0.005mol要大于0可得n(Cu)>0.005mol。所以0.005mol < n(Cu)<0.015mol。
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