Question

氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程．下面是一个还原过程的反应式：NO₃^-+4H⁺+3e^-→NO+2H₂O．KMnO₄、Na₂CO₃、Cu₂O、Fe₂（SO₄）₃四种物质中的一种物质（甲）能使上述还原过程发生．
（1）写出并配平该氧化还原反应的方程式：______
（2）反应中硝酸体现了______、______性质．
（3）反应中若产生0.2mol气体，则转移电子的总数是______；反应中被还原的硝酸的物质的量是______；消耗的Cu₂O质量是______．
（4）若1mol甲与某浓度硝酸反应时，被还原硝酸的物质的量增加，原因是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据物质中的元素的化合价处于低价时具有还原性，再根据电子守恒及质量守恒定律来配平化学反应方程式；
（2）根据硝酸中氮元素的化合价的变化来分析；
（3）该反应生成的气体为NO，然后利用化合价变化分析转移的电子数，由化合价变化的氮原子守恒来分析被还原的硝酸的物质的量，再利用反应来计算Cu₂O质量；
（4）根据浓硝酸被还原的产物及氧化还原反应来分析原因．
解答：解：（1）KMnO₄、Na₂CO₃、Fe₂（SO₄）₃中Mn、C、Fe元素都处在最高价，则具有氧化性，只有Cu₂O中Cu处在较低价，则具有还原性，在NO₃^-+4H⁺+3e→NO+2H₂O中发生的氧化剂被还原的反应，则该氧化还原反应为Cu₂O+HNO₃→NO↑+Cu（NO₃）₂+H₂O，Cu元素由+1价升高到+2价，N元素由+5价降低到+2价，由电子守恒及质量守恒定律，配平的化学反应为
3Cu₂O+14HNO₃═2NO↑+6Cu（NO₃）₂+7H₂O，故答案为：3Cu₂O+14HNO₃═2NO↑+6Cu（NO₃）₂+7H₂O；
（2）因硝酸中的N元素的化合价为+5价，NO中N元素的化合价为+2价，在该反应中N元素的化合价降低，则体现硝酸的氧化性，而硝酸与硝酸中N元素的化合价相同，则体现硝酸具有酸性，故答案为：氧化性；酸性；
（3）由反应可知，NO为0.2mol，由2NO～6e^-则，0.2molNO生成时转移的电子数为0.6mol，由N原子守恒可知，被还原的硝酸的物质的量为0.2mol，参加反应的Cu₂O的物质的量为
0.3mol，其质量为0.3mol×144gmol=45.2g，故答案为：0.6mol；0.2mol；45.2g；
（4）Cu₂O+6HNO₃（浓）═2Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+3H₂O …①，
14HNO₃+3Cu₂O═6Cu（NO₃）₂+2NO↑+7H₂O   …②，
将②式子系数除以3得到HNO₃+Cu₂O═2Cu（NO₃）₂+NO↑+H₂O，
可知用稀硝酸氧化1molCu₂O需要mol硝酸作氧化剂，用浓硝酸需要2mol硝酸作氧化剂，质量当然增加，
故答案为：使用浓硝酸，产物中有NO₂生成．
点评：本题考查氧化还原反应的配平、转移的电子数及利用反应进行的简单计算，明确元素的化合价变化是解答本题的关键．