Question

2．32gCu與200mL 10mol/L的HNO₃溶液充分反應(yīng)（HNO₃過量），產(chǎn)生的NO和NO₂混合氣體共0，.6mol（反應(yīng)前后溶液體積變化忽略不計），試求：
（1）反應(yīng)前HNO₃的物質(zhì)的量
（2）反應(yīng)后生成的Cu （NO₃）₂的物質(zhì)的量濃度
（3）混合氣體中NO的物質(zhì)的量
（4）剩余的HNO₃的物質(zhì)的量濃度．

Answer 1

分析 （1）溶液中硝酸的物質(zhì)的量n=CV；
（2）求出銅的物質(zhì)的量，然后根據(jù)銅完全反應(yīng)，而反應(yīng)中1molCu～1molCu（NO₃）₂來計算；
（3）設(shè)NO和NO₂混合氣體中NO的物質(zhì)的量為xmol，NO₂的物質(zhì)的量為ymol，根據(jù)混合物的物質(zhì)的量為0.6mol可知：x+y=0.6  ①
然后根據(jù)銅和硝酸反應(yīng)的過程中得失電子數(shù)守恒可知：0.5mol×2=3×xmol+ymol×1  ②
即可解得x和y；
（4）根據(jù)硝酸和銅的反應(yīng)中，N原子的存在形式有3個：剩余的HNO₃、生成的Cu（NO₃）₂、生成的NO和NO₂，根據(jù)氮原子守恒來分析．

解答 解：（1）溶液中硝酸的物質(zhì)的量n=CV=10mol/L×0.2L=2mol，答：反應(yīng)前硝酸的物質(zhì)的量為2mol；
（2）32g銅的物質(zhì)的量為n=$\frac{32g}{64g/mol}$=0.5mol，而反應(yīng)中1molCu～1molCu（NO₃）₂，由于0.5mol銅完全反應(yīng)，故生成的Cu（NO₃）₂的物質(zhì)的量為0.5mol，故濃度為c=$\frac{0.5mol}{0.2L}$=2.5mol/L，
答：反應(yīng)后生成的Cu （NO₃）₂的物質(zhì)的量濃度為2.5mol/L；
（3）設(shè)NO和NO₂混合氣體中NO的物質(zhì)的量為xmol，NO₂的物質(zhì)的量為ymol，根據(jù)混合物的物質(zhì)的量為0.6mol可知：x+y=0.6  ①
然后根據(jù)銅和硝酸反應(yīng)的過程中得失電子數(shù)守恒可知：0.5mol×2=3×xmol+ymol×1  ②
解得x=0.2mol  y=0.4mol
即混合氣體中NO的物質(zhì)的量為0.2mol．
答：混合氣體中NO的物質(zhì)的量為0.2mol；
（4）根據(jù)硝酸和銅的反應(yīng)可知，2mol硝酸反應(yīng)后硝酸中的N原子的存在形式有3個：剩余的HNO₃、生成的Cu（NO₃）₂、生成的NO和NO₂，生成的Cu（NO₃）₂的物質(zhì)的量為0.5mol，則其中含有的氮原子的物質(zhì)的量為0.5mol×2；生成的0.6molNO和NO₂中含有氮原子為0.6mol，根據(jù)氮原子守恒可知：n（HNO₃）_余=2mol-0.5mol×2-0.6mol=0.4mol，剩余的HNO₃的物質(zhì)的量濃度為c=$\frac{0.4mol}{0.2L}$=2mol/L，
答：剩余硝酸的濃度為2mol/L．

點評 本題考查了物質(zhì)的量的有關(guān)計算，根據(jù)物質(zhì)間的反應(yīng)結(jié)合原子守恒進行計算，易錯點是（4），注意剩余的硝酸為硝酸的總量減去做酸的硝酸和做氧化劑的硝酸．