Question

已知Cu和HNO₃可以发生如下反应：Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O、3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
已知22.4g铜与140mL一定浓度的硝酸恰好完全反应，产生的NO和NO₂混合气体在标准状况下的体积为11.2L．试求：
（1）标准状况下NO和NO₂的体积分别是多少？
（2）待产生的气体全部释放后，向溶液中加入2mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化为沉淀，所需NaOH溶液的体积是多少？

Answer 1

分析：（1）从氧化还原反应得失电子数目相等的角度计算；
（2）根据反应Cu²⁺+2OH^-=Cu（OH）₂↓恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化为沉淀时，溶液中的溶质为NaNO₃，利用元素守恒来计算；

解答：解：（1）设NO的体积为VL，NO₂的体积为（11.2-V）L．因为铜与硝酸的反应是一个氧化还原反应，
根据题意及电子得失守恒，有：

22.4g

64g/mol

×2=

VL

22.4L/mol

×3+

(11.2-V)L

22.4L/mol

×1，
解得：V=2.24L．即NO的体积为2.24L，则NO₂的体积为11.2L-2.24L=8.96L，
答：标准状况下NO和NO₂的体积分别是2.24L、8.96L．
（2）当Cu²⁺全部转化成沉淀时，溶液中的溶质为NaNO₃，因此，根据氮元素守恒，
HNO₃的物质的量为：n（Na⁺）+n（NO）+n（NO₂）=（

22.4g

64g/mol

×2+

11.2L

22.4L/mol

），
n（Na⁺）=0.7mol，
n（NaOH）=n（Na⁺）=0.7mol，
V（NaOH）=

0.7mol

2mol/L

=0.35L，
答：所需NaOH溶液的体积是0.35L．

点评：本题考查硝酸的性质以及化学方程式的有关计算，题目难度中等，注意从电子守恒和质量守恒的角度解答该题．