Question

【题目】将一定质量的铜片加入到20 mL某浓度的浓硝酸中，充分反应后，铜片全部溶解，并收集到标准状况下的混合气体共896mL(假设[体中只有NO和NO2)。向反应后所得溶液中逐滴滴加lmol/L的NaOH溶液，产生沉淀质量与加入NaOH溶液体积(单位: mL)的关系如图所示。回答下列问题:

(1)B点所表示溶液中只含一种溶质，该物质是______(填化学式)。

(2)收集的气体中，NO2的物质的量为_______mol。

(3)原浓硝酸的浓度为_______mol/L。

(4)欲使铜与硝酸产生的混合气体在氢氧化钠溶液中全部转化为硝酸钠，至少需要30%的双氧水______g(保留两位有效数字)。

Answer 1

【答案】 NaNO3 0.01 15 5.7

【解析】分析：铜与硝酸反应生成硝酸铜、NO、NO2和H2O，向反应后所得溶液中逐滴滴加lmol/L的NaOH溶液，根据图像可知开始阶段没有沉淀产生，说明硝酸过量，0～160mL氢氧化钠用来中和过量的硝酸；160～260mL氢氧化钠用来沉淀铜离子，据此解答。

详解：(1)B点时沉淀质量不再发生变化，因此溶液中的溶质是硝酸钠，化学式为NaNO3；

(2)沉淀铜离子消耗氢氧化钠是260mL－160mL＝100mL，物质的量是0.1mol，根据电荷守恒可知铜失去电子的物质的量就是消耗的氢氧根离子的物质的量，为0.1mol。设收集的气体中NO和NO2的物质的量分别是xmol、ymol，则根据电子得失守恒和原子守恒可知x+y＝0.896÷22.4＝0.04，3x+y＝0.1，解得x＝0.03、y＝0.01，即NO2的物质的量为0.01mol。

(3)铜的物质的量是0.1mol÷2＝0.05mol，生成硝酸铜是0.05mol。剩余硝酸的物质的量是0.16L×1mol/L＝0.16mol，则根据氮原子守恒可知原浓硝酸的物质的量是0.16mol+0.05mol×2+0.04mol＝0.3mol，则浓度为0.3mol÷0.02L＝15mol/L。

(4)欲使铜与硝酸产生的混合气体在氢氧化钠溶液中全部转化为硝酸钠，根据电子得失守恒可知双氧水得到的电子的物质的量就是金属铜失去电子的物质的量，为0.1mol，1mol双氧水得到2mol电子，则需要双氧水是0.05mol，因此至少需要30%的双氧水的质量是。