Question

13．甲、乙两组同学分别对铜、铁与硝酸的反应进行探究，请你参与并完成对有关问题的解答．
（1）甲组同学采用如图所示装置验证铜与硝酸的反应．已知仪器a中盛有足量一定浓度的硝酸溶液，试管b中盛有6.4g铜．
①仪器a的名称是分液漏斗．
②在铜与硝酸的反应中，硝酸所表现出的化学性质主要有酸性和强氧化性．
③待试管b中反应进行完全，如果向b中液体里加入足量氢氧化钠溶液，可生成沉淀的质量是9.8g．
（2）乙组同学对铁与稀硝酸的反应进行探究．他们用0.1mol Fe和含有0.3mol HNO₃的稀硝酸进行实验，若两种物质恰好反应都无剩余，且HNO₃只被还原成NO．则
①反应结束后的溶液中Fe³⁺、Fe²⁺的物质的量之比n（Fe³⁺）：n（Fe²⁺） 为1：3．
②标准状况下，计算生成NO气体的体积．（写出计算过程）

Answer 1

分析 （1）①根据装置图可知仪器的名称；
②反应中N元素的化合价部分未变化生成硝酸铜，部分降低生成氮的氧化物；
③铜完全反应生成硝酸铜，向b中液体里加入足量氢氧化钠溶液，铜离子完全转化为氢氧化铜沉淀，根据n=$\frac{m}{M}$计算铜的物质的量，根据铜原子守恒计算氢氧化铜的物质的量，再根据m=nM计算；
（2）①根据得失电子守恒和物料守恒分析解答；
②一氧化氮的物质的量为：0.3-3n（Fe³⁺）-2n（Fe²⁺）=0.3-3×0.025mol-2×0.075mol=0.075mol，所以生成NO气体的体积为：0.075mol×22.4L/mol=1.68 L．

解答 解：（1）①根据装置图可知仪器a的名称是分液漏斗，
故答案为：分液漏斗；
②反应中N元素的化合价部分未变化生成硝酸铜，硝酸表现酸，性部分降低生成氮的氧化物，硝酸表现强氧化性，
故答案为：酸性和强氧化性；
③6.4g铜的物质的量为$\frac{6.4g}{64g/mol}$=0.1mol，向b中液体里加入足量氢氧化钠溶液，铜离子完全转化为氢氧化铜沉淀，根据铜原子守恒可知n[Cu（OH）₂]=n（Cu）=0.1mol，故m[Cu（OH）₂]=0.1mol×98g/mol=9.8g，
故答案为：9.8；
（2）①根据得失电子守恒和物料守恒可知：n（Fe³⁺）+n（Fe²⁺）=0.1； 3n（Fe³⁺）+2n（Fe²⁺）=3[0.3-3n（Fe³⁺）-2n（Fe²⁺）]，解之得：n（Fe³⁺）=0.025mol；n（Fe²⁺）=0.075mol，所以溶液中Fe³⁺、Fe²⁺的物质的量之比n（Fe³⁺）：n（Fe²⁺） 为 1：3，
故答案为：1：3；   
②一氧化氮的物质的量为：0.3-3n（Fe³⁺）-2n（Fe²⁺）=0.3-3×0.025mol-2×0.075mol=0.075mol，所以生成NO气体的体积为：0.075mol×22.4L/mol=1.68 L，
答：生成NO气体的体积为1.68 L．

点评 本题考查硝酸的化学性质、化学计算等，难度中等，注意利用守恒思想与得失电子守恒的应用的进行的计算．