Question

10．硝酸是常見的氧化劑．硝酸可與下列五種物質(zhì)[KMnO₄、Na₂CO₃、Cu₂O、Fe₂（SO₄）₃和H₂O]中的一種物質(zhì)（甲）發(fā)生氧化還原反應(yīng)．其中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2：3，按要求回答下列問題：
（1）完成該氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式：
3Cu₂O+14HNO₃═6Cu（NO₃）₂+2NO↑+7H₂O
（2）反應(yīng)中若產(chǎn)生0.3mol氣體，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是0.9mol．
（3）若1mol甲與某濃度硝酸反應(yīng)時(shí)，被還原硝酸的物質(zhì)的量增加，原因是使用濃硝酸，產(chǎn)物中有NO₂生成．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)物質(zhì)中的元素的化合價(jià)處于低價(jià)時(shí)具有還原性，再根據(jù)電子守恒及質(zhì)量守恒定律來配平化學(xué)反應(yīng)方程式；
（2）該反應(yīng)生成的氣體為NO，然后利用化合價(jià)變化分析轉(zhuǎn)移的電子數(shù)，由化合價(jià)變化的氮原子守恒來分析被還原的硝酸的物質(zhì)的量，再利用反應(yīng)來計(jì)算Cu₂O質(zhì)量；
（3）根據(jù)濃硝酸被還原的產(chǎn)物及氧化還原反應(yīng)來分析原因．

解答 解：（1）KMnO₄、Na₂CO₃、Fe₂（SO₄）₃中Mn、C、Fe元素都處在最高價(jià)，則具有氧化性，只有Cu₂O中Cu處在較低價(jià)，則具有還原性，在NO₃^-→NO中發(fā)生的氧化劑被還原的反應(yīng)，則該氧化還原反應(yīng)為Cu₂O+HNO₃→NO↑+Cu（NO₃）₂+H₂O，Cu元素由+1價(jià)升高到+2價(jià)，N元素由+5價(jià)降低到+2價(jià)，由電子守恒及質(zhì)量守恒定律，配平的化學(xué)反應(yīng)為
3Cu₂O+14HNO₃═2NO↑+6Cu（NO₃）₂+7H₂O，其中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2：3，故答案為：3Cu₂O；6Cu（NO₃）₂；
（2）由反應(yīng)可知，NO為0.3mol，由2NO～6e^-則，0.3molNO生成時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為$\frac{0.3×6}{2}$=0.9mol，故答案為：0.9mol；
（3）Cu₂O+6HNO₃（濃）═2Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+3H₂O …①，
14HNO₃+3Cu₂O═6Cu（NO₃）₂+2NO↑+7H₂O   …②，
將②式子系數(shù)除以3得到$\frac{14}{3}$HNO₃+Cu₂O═2Cu（NO₃）₂+$\frac{2}{3}$NO↑+$\frac{7}{3}$H₂O，
可知用稀硝酸氧化1molCu₂O需要$\frac{2}{3}$mol硝酸作氧化劑，用濃硝酸需要2mol硝酸作氧化劑，質(zhì)量當(dāng)然增加，
故答案為：使用濃硝酸，產(chǎn)物中有NO₂生成．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)的配平、轉(zhuǎn)移的電子數(shù)及利用反應(yīng)進(jìn)行的簡(jiǎn)單計(jì)算，明確元素的化合價(jià)變化是解答本題的關(guān)鍵．