Question

5．在濃硝酸中放入銅片，請完成下列各題：
（1）開始時反應的化學方程式為Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O．
（2）待反應停止后，再加入少量質(zhì)量分數(shù)為25%的稀硫酸，這時銅片上又有氣泡產(chǎn)生，其原因是稀硫酸中氫離子和硝酸銅中硝酸根離子又構成硝酸
，和銅繼續(xù)反應．
（3）若將12.8g銅與一定量的濃硝酸反應，銅消耗完時，共產(chǎn)生氣體5.6L（標準狀況下），則所消耗硝酸的物質(zhì)的量是0.65mol，所得氣體中NO₂ 的物質(zhì)的量是0.175mol．
（4）若另用試管收集60mL NO和NO₂的混合氣體，倒立于盛有水的水槽中，并緩慢通入O₂．當分別通入VmL或40mL（V＜40）O₂時，均剩余20mL氣體（均為標準狀況）．
①當通入40mL O₂ 時剩余的氣體是O₂．
②混合氣體中NO₂ 的體積是50mL．
③V的值是5ml．
④當恰好沒有氣體剩余時，所得溶液的物質(zhì)的量濃度為（假設溶液不擴散）0.045mol/L（保留到小數(shù)點后第三位）

Answer 1

分析 （1）Cu與濃硝酸反應生成二氧化氮和硝酸銅溶液；
（2）硝酸鹽在酸性條件下具有硝酸的氧化性，則能繼續(xù)與銅反應；
（3）銅和硝酸反應生成硝酸銅與氮的氧化物（NO或NO₂或NO、NO₂的混合物），反應中硝酸其氧化劑、酸性作用，起氧化劑作用的硝酸生成氮的氧化物，起酸性作用的硝酸生成Cu（NO₃）₂，根據(jù)氮原子守恒：2n[Cu（NO₃）₂]+n（NO、NO₂），據(jù)此計算消耗硝酸的物質(zhì)的量；
（4）①一氧化氮和二氧化氮是一氧化氮的耗氧量大于二氧化氮，所以如果全是一氧化氮需氧氣的量為：$\frac{3×60}{4}$=36mL＜40mL O₂，所以剩余的氣體是氧氣；
②根據(jù)得失電子守恒列出關系式，求二氧化氮體積；
③剩余20mL氣體是一氧化氮，由反應方程式3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，反應生成一氧化氮的二氧化氮是30ml，所以20ml的二氧化氮與氧氣反應，消耗氧氣的體積為：$\frac{20}{4}$；
④根據(jù)c=$\frac{n}{V}$進行計算求解．

解答 解：（1）因反應開始硝酸的濃度大，反應劇烈，反應生成硝酸銅溶液、二氧化氮和水，其反應方程式為Cu+4HNO₃（濃）═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，
故答案為：Cu+4HNO₃（濃）═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
（2）硝酸鹽在酸性條件下具有硝酸的氧化性，則能與銅與氫離子、硝酸根離子繼續(xù)反應生成NO，
故答案為：稀硫酸中氫離子和硝酸銅中硝酸根離子又構成硝酸，和銅繼續(xù)反應；
（3）12.8gCu的物質(zhì)的量=$\frac{12.8g}{64g/mol}$=0.2mol，氣體的物質(zhì)的量=$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，
根據(jù)氮原子守恒，n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]+n（NO、NO₂）=2×0.2mol+0.25mol=0.65mol，根據(jù)得失電子守恒n（NO₂）+3n（NO）=2n（Cu）=0.4，而n（NO₂）+n（NO）=0.25mol，解之得n（NO₂）=0.175mol，故答案為：0.65mol；0.175mol；
（4）①一氧化氮和二氧化氮是一氧化氮的耗氧量大于二氧化氮，所以如果全是一氧化氮需氧氣的量為：$\frac{3×60}{4}$=36mL＜40mL O₂，所以剩余的氣體是氧氣，故答案為：O₂；
②設二氧化氮為xml，V（NO₂）+3V（NO）=4V（O₂）=4×（40-20），又因為V（NO₂）+V（NO）=60，解之得：V（NO）=10ml，V（NO₂）=50ml，故答案為：50；
③剩余20mL氣體是一氧化氮，由反應方程式3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，反應生成一氧化氮的二氧化氮是30ml，所以20ml的二氧化氮與氧氣反應，消耗氧氣的體積為：$\frac{20}{4}$=5ml，故答案為：5ml；
④根據(jù)c=$\frac{n}{V}$=$\frac{\frac{60×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}}{60×1{0}^{-3}L}$=0.045mol/L，故答案為：0.045．

點評 本題考查硝酸的性質(zhì)和硝酸鹽在酸性條件下的性質(zhì)，明確銅與濃、稀硝酸反應的化學反應即可解答，題目難度不大．