Question

11．在浓硝酸中放入铜片发生反应：
（1）待反应停止后，若铜有剩余，再加入少量25%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，原因是3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O（用离子方程式表示）
（2）若将12.8g铜跟一定量的浓硝酸反应，铜耗完时，共产生气体5.6L（标况）．则所消耗硝酸的物质的量是0.65  mol
（3）将收集上述气体的容器倒扣在盛有水的水槽中，并向其中缓慢通入O₂，使其充分反应，若要使水恰好充满容器，理论上需要参加反应的O₂的物质的量是0.1mol．

Answer 1

分析 （1）酸性条件下，硝酸根离子具有强氧化性，能氧化Cu生成铜离子，自身被还原生成NO；
（2）n（Cu）=$\frac{12.8g}{64g/mol}$=0.2mol，Cu生成Cu（NO₃）₂，同时生成氮氧化物NO_x，n（NO_x）=$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，根据N原子守恒得消耗n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]+n（NO_x）；
（3）将收集上述气体的容器倒扣在盛有水的水槽中，并向其中缓慢通入O₂，使其充分反应，该反应中氧气得电子和氮氧化物转化为硝酸，根据转移电子守恒知，Cu失去电子数等于氧气得到电子数．

解答 解：（1）酸性条件下，硝酸根离子具有强氧化性，能氧化Cu生成铜离子，自身被还原生成NO，离子方程式为3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，故答案为：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）n（Cu）=$\frac{12.8g}{64g/mol}$=0.2mol，Cu生成Cu（NO₃）₂，同时生成氮氧化物NO_x，n（NO_x）=$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，根据N原子守恒得消耗n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]+n（NO_x）=2×0.2mol+0.25mol=0.65mol，
故答案为：0.65；
（3）将收集上述气体的容器倒扣在盛有水的水槽中，并向其中缓慢通入O₂，使其充分反应，该反应中氧气得电子和氮氧化物转化为硝酸，根据转移电子守恒知，Cu失去电子数等于氧气得到电子数，所以消耗氧气物质的量=$\frac{0.2mol×2}{4}$=0.1mol，故答案为：0.1．

点评 本题考查氧化还原反应有关计算，侧重考查学生分析计算能力，明确反应过程中存在的转移电子守恒、原子守恒是解本题关键，难点是（3）题计算．