Question

16．將9.6g銅粉投入到100mL3mol/L的稀硝酸中，微熱，使其充分反應(yīng)．求：
（1）生成的NO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為多少升？
（2）反應(yīng)后溶液中Cu²⁺的物質(zhì)的量濃度為多少mol/L？（假設(shè)溶液仍為100mL）
（3）還需再向反應(yīng)后的溶液中至少加入多少毫升2.0mol/L稀硫酸才能使銅粉完全反應(yīng)？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)方程式3Cu+8HNO_{3（�。�}=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，根據(jù)消耗硝酸的量來求生成氣體NO的體積；
（2）根據(jù)方程式3Cu+8HNO_{3（�。�}=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，根據(jù)消耗硝酸的量來求生成Cu（NO₃）₂的量并根據(jù)Cu元素守恒求Cu²⁺的物質(zhì)的量濃度；
（3）根據(jù)離子方程式3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，由剩余銅的量，求消耗H⁺的并根據(jù)H元素守恒求硫酸的體積．

解答 解：（1）∵m（Cu）=9.6g
∴n（Cu）=$\frac{m（Cu）}{M（Cu）}$=$\frac{9.6g}{64g/mol}$=0.15moL
假設(shè)Cu過量，HNO₃不足．
3Cu+8HNO_3（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
3mol             8mol                            2×22.4L
 n（Cu）      0.1×3mol                          V
$\frac{3mol}{n}$=$\frac{8mol}{0.1×3mol}$，n（Cu）=0.1125mol＜0.15mol假設(shè)成立，所以Cu過量
∵化學(xué)方程式中應(yīng)該以不足的作為計(jì)算對(duì)象即$\frac{8mol}{0.1×3mol}$=$\frac{2×22.4L}{V}$，v=1.68L
答：生成的NO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為1.68升；
（2）3Cu+8HNO_{3（�。�}=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
                 8mol               3mol
               0.1×3mol        n（Cu（NO₃）₂）
$\frac{8mol}{0.1×3mol}$=$\frac{3mol}{n（Cu（N{O}_{3}）_{2}）}$，n（Cu（NO₃）₂）=0.1125mol根據(jù)銅原子守恒即 n（Cu²⁺）=0.1125mol，c（Cu²⁺）=$\frac{n（C{u}^{2+}）}{v}$=$\frac{0.1125mol}{0.1ml}$=1.1125mol
答：反應(yīng)后溶液中Cu²⁺的物質(zhì)的量濃度為1.1125mol/L
（3））3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O
            3mol                       8mol
       0.15mol-0.1125mol         n（H⁺）
$\frac{3mol}{0.15mol-0.1125mol}$=$\frac{8mol}{n（{H}^{+}）}$，n（H⁺）=0.1mol，根據(jù)氫原子守恒，即 n（H⁺）=$\frac{1}{2}$n（H₂SO₄），則n（H₂SO₄）=0.2mol，V（H₂SO₄）=$\frac{n（{H}_{2}S{O}_{4}）}{V}$=100mL
答：還需再向反應(yīng)后的溶液中至少加入100毫升2.0mol/L稀硫酸才能使銅粉完全反應(yīng)．

點(diǎn)評(píng) 能正確的書寫3Cu+8HNO_{3（�。�}=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O是解題的關(guān)鍵，并且要注意方程式計(jì)算時(shí)應(yīng)該以不足的作為計(jì)算對(duì)象，并熟記V，C與物質(zhì)的量n之間的轉(zhuǎn)化．