Question

3．（1）一定質(zhì)量的鐵與含1molHNO₃的稀硝酸恰好完全反應(yīng)，稀硝酸的還原產(chǎn)物是NO．
①生成的NO在標(biāo)況下的體積是：5.6 L．
②設(shè)一定質(zhì)量的鐵為mg，則m的范圍是：14≤m≤21．
③將反應(yīng)結(jié)束后的溶液加水稀釋到500mL，該溶液中c（NO₃^-）=1.5mol/L．
（2）為了探究某Cu，CuO，Cu₂O混合物的組成情況，向混合物中加入100mL 0.6mol/L的硝酸溶液，恰好使其溶解，同時(shí)收集到224mLNO（標(biāo)況）
①寫出Cu₂O與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：3Cu₂O+14HNO₃=6Cu（NO₃）₂+2NO↑+7H₂O
②產(chǎn)物中Cu（NO₃）₂的物質(zhì)的量：0.025mol
③若混合物中含銅0.01mol，則n（Cu₂O）=0.005 mol．

Answer 1

分析 （1）鐵與稀硝酸反應(yīng)當(dāng)硝酸過(guò)量時(shí)為：Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，當(dāng)鐵過(guò)量時(shí)為：3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
①氧化性硝酸占硝酸總量的$\frac{1}{4}$；
②用極端假設(shè)法解題；
③將反應(yīng)結(jié)束后的溶液加水稀釋到500mL，酸性的硝酸根離子應(yīng)等于總的硝酸減去氧化性的硝酸；
（2）①硝酸具有強(qiáng)氧化性，將Cu₂O氧化生成硝酸銅、一氧化氮和水，配平據(jù)此寫出反應(yīng)方程式；
②利用N原子守恒進(jìn)行計(jì)算；
③利用N原子守恒、電子守恒和銅原子守恒進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）①鐵與稀硝酸反應(yīng)當(dāng)硝酸過(guò)量時(shí)為：Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O…①，當(dāng)鐵過(guò)量時(shí)為：3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O…②，由可知不論發(fā)生反應(yīng)①還是反應(yīng)②，氧化性的硝酸占硝酸的$\frac{1}{4}$，所以生成的NO在標(biāo)況下的體積是$\frac{1}{4}$×1mol×22.4L/mol=5.6L，故答案為：5.6；
②如果按反應(yīng)Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O進(jìn)行反應(yīng)，消耗的鐵是0.25mol，所以質(zhì)量為：0.25mol×56g/mol=14g，如果按反應(yīng)3Fe+8HNO₃=3Fe（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O進(jìn)行反應(yīng)，消耗的鐵是$\frac{3×0.25mol}{2}$=0.375mol，所以質(zhì)量為：0.375mol×56g/mol=21g，故答案為：14≤m≤21；
③將反應(yīng)結(jié)束后的溶液加水稀釋到500mL，該溶液中c（NO₃^-）=$\frac{1-0.25}{0.5}$=1.5mol/L，故答案為：1.5mol/L；
（2）①硝酸具有強(qiáng)氧化性，將Cu₂O氧化生成硝酸銅、一氧化氮和水，反應(yīng)方程式為3Cu₂O+14HNO₃=6Cu（NO₃）₂+2NO↑+7H₂O，
故答案為：3Cu₂O+14HNO₃=6Cu（NO₃）₂+2NO↑+7H₂O；
（2）n（HNO₃）=0.1L×0.6mol/L=0.06mol，n（NO）=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，
利用N原子守恒可知n[Cu（NO₃）₂]=$\frac{0.06mol-0.01mol}{2}$=0.025mol，
故答案為：0.025mol；
（3）由Cu元素守恒可得：2×n（Cu₂0）+n（CuO）+0.01mol=0.025mol，
由氧化還原反應(yīng)得失電子守恒可知：0.01×2+2×n（Cu₂0）=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$×3，
解之得：n（Cu₂0）=0.005mol，n（CuO）=0.005mol，
故答案為：0.005．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物的計(jì)算，題目具有一定難度，注意從質(zhì)量守恒和氧化還原反應(yīng)得失電子守恒的角度分析．