Question

1.92g电解铜片（纯铜）置于10mL14.2mol?L^-1的浓硝酸中，铜片不断溶解，直至完全消失，反应中共收集到气体1.12L（标准状况）．假定反应前后溶液体积不变，且不考虑N₂O₄的存在．试求：
（1）反应后的溶液中硝酸铜的物质的量．
（2）反应后的溶液中硝酸的物质的量．
（3）反应产生的气体与一定量的氧气混合后，恰好能被足量的水完全吸收转化为硝酸，则所需氧气在标准状况下的体积为多少升？

Answer 1

考点：氧化还原反应的计算

专题：

分析：n（Cu）=

1.92g

64g/mol

=0.03mol，n（HNO₃）=14.2mol/L×0.01L=0.142mol，n（NOx）=

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，
（1）根据Cu原子守恒计算生成硝酸铜的物质的量；
（2）根据N原子守恒知，反应后硝酸的物质的量=0.142mol-2n[Cu（NO₃）₂]-n（NOx）；
（3）反应产生的气体与一定量的氧气混合后，恰好能被足量的水完全吸收转化为硝酸，Cu失去电子数等于硝酸得到的电子数，生成的氮氧化物和水、氧气反应时，氮氧化物失去的电子数等于氧气得到的电子数，所以Cu失去的电子数等于氧气得到的电子数，据此计算氧气体积．

解答： 解：n（Cu）=

1.92g

64g/mol

=0.03mol，n（HNO₃）=14.2mol/L×0.01L=0.142mol，n（NOx）=

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，
（1）Cu完全反应生成硝酸铜，根据Cu原子守恒得n[Cu（NO₃）₂]=n（Cu）=0.03mol，
答：反应后溶液中硝酸铜的物质的量是0.03mol；
（2）根据N原子守恒知，反应后硝酸的物质的量=0.142mol-2n[Cu（NO₃）₂]-n（NOx）=0.142mol-0.03mol×2-0.03mol=0.032mol，
答：反应后剩余硝酸的物质的量是0.032mol；
（3）反应产生的气体与一定量的氧气混合后，恰好能被足量的水完全吸收转化为硝酸，Cu失去电子数等于硝酸得到的电子数，生成的氮氧化物和水、氧气反应时，氮氧化物失去的电子数等于氧气得到的电子数，所以Cu失去的电子数等于氧气得到的电子数，则消耗氧气体积=

0.03mol×2

4

×22.4L/mol=0.336L，
答：需要氧气体积在标况下是0.336L．

点评：本题考查氧化还原反应的计算，侧重考查分析计算能力，灵活运用原子守恒、转移电子守恒即可解答，题目难度中等．