Question

【題目】現(xiàn)取25.6gCu與200ml某濃度的濃HNO3反應(yīng)，當(dāng)銅完全溶解后，收集到產(chǎn)生的NO和NO2混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積共11.2L，則：

（1）NO2的體積為 __________ L。

（2）反應(yīng)中消耗HNO3的物質(zhì)的量為 ____________mol。

（3）將盛有NO和NO2混合氣體的容器倒扣在水中，容器內(nèi)液面上升， 再通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下一定體積的O2，恰好使氣體完全溶解，則通入O2的 體積是__________L。

（4）向溶液中加入500ml、4molL-1NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部轉(zhuǎn)化為沉淀，則原硝酸溶液的濃度為__________ molL-1。

Answer 1

【答案】 7.84 1.9 4.48 12.5

【解析】銅與濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、NO2和H2O，與稀硝酸反應(yīng)酸性硝酸銅、NO和H2O，依據(jù)原子守恒和電子得失守恒結(jié)合有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)分析計(jì)算。

銅與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O，銅與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+NO↑+4H2O。設(shè)生成的NO的物質(zhì)的量為xmol，NO2的物質(zhì)的量為ymol，反應(yīng)中銅失去的電子總數(shù)等于硝酸得到的電子總數(shù)則

Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O

1 4 2

0.5y 2y y

3Cu+8HNO3（�。�=3Cu（NO3）2+NO↑+4H2O

3 8 1

3x 8x x

x+y=0.5、3×x+y×1=25.6g/64g/mol×2

解得x=0.15mol y=0.35mol

（1）NO2的體積為：0.35mol×22.4mol/L=7.84L；（2）反應(yīng)中消耗HNO3的物質(zhì)的量為：2y+8x=2×0.35mol+8×0.15mol=1.9mol；（3）設(shè)需要氧氣的體積為V，由題意可知，兩個(gè)反應(yīng)過程中硝酸根物質(zhì)的量不變，銅失去的電子全部被氧氣得到，依據(jù)電子守恒規(guī)律得：

25.6g/64g/mol×2=V/22.4L/mol×4，解得：V=4.48L；（4）向溶液中加入500ml、4mol/LNaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部轉(zhuǎn)化為沉淀，反應(yīng)后的溶質(zhì)為硝酸鈉，則硝酸鈉的物質(zhì)的量為：0.5L×4mol/L=2mol，依據(jù)氮原子個(gè)數(shù)守恒得硝酸的物質(zhì)的量=n（NaNO3）+n（NO2+NO）=2mol+0.5mol=2.5mol，硝酸的物質(zhì)的量濃度為：2.5mol÷0.2L=12.5mol/L。