Question

7．铜既能与稀硝酸反应，也能与浓硝酸反应．
（1）铜与硝酸的反应中，硝酸表现出的性质是酸性、强氧化性．
（2）铜与硝酸反应可以制备硝酸铜．有同学认为这种方法不好，他设计了如下方法：Cu$→_{△}^{空气}$CuO$\stackrel{HNO_{3}（稀）}{→}$Cu（NO₃）₂，此方法的优点是：污染小、消耗原料少．
（3）将3.20g Cu跟30.0mL 10mol•L^-1的HNO₃充分反应，还原产物有NO和NO₂，则反应过程中电子转移的物质的量为0.1mol；若反应后溶液中有a mol H⁺，则此时溶液中含NO₃^-的物质的量为（0.1+a）mol．
（4）0.3mol Cu被另一浓度的硝酸完全溶解后，如果此时产生的NO和NO₂气体总体积在标准状况下为8.96L，则参加反应的硝酸的物质的量是1mol，产生的混合气体中NO和NO₂体积比为1：3．

Answer 1

分析 （1）3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O、Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，生成硝酸盐体现酸性，生成氮的氧化物体现其氧化性；
（2）Cu$→_{△}^{空气}$CuO$\stackrel{HNO_{3}（稀）}{→}$Cu（NO₃）₂中不生成氮的氧化物，消耗硝酸较少；
（3）n（Cu）=$\frac{3.2g}{64g/mol}$=0.05mol，Cu失去电子数=转移电子数；反应后溶液中含NO₃^-的物质的量为2n[Cu（NO₃）₂]+n（HNO₃）；
（4）气体的物质的量为$\frac{8.96L}{22.4L/mol}$=0.4mol，结合N原子守恒可知，参加反应的硝酸的物质的量为2n[Cu（NO₃）₂]+n（气体），并结合电子、原子守恒计算混合气体中NO和NO₂．

解答 解：（1）3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O、Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，生成硝酸盐体现酸性，生成氮的氧化物时N元素的化合价降低体现其强氧化性，故答案为：酸性；强氧化性；
（2）Cu$→_{△}^{空气}$CuO$\stackrel{HNO_{3}（稀）}{→}$Cu（NO₃）₂中不生成氮的氧化物，消耗硝酸较少，即此方法的优点是：污染小、消耗原料少，故答案为：消耗原料少；
（3）n（Cu）=$\frac{3.2g}{64g/mol}$=0.05mol，Cu失去电子数=转移电子数=0.05mol×2=0.1mol；反应后溶液中含NO₃^-的物质的量为2n[Cu（NO₃）₂]+n（HNO₃）=0.05mol×2+amol=（0.1+a）mol，故答案为：（0.1+a）；
（4）气体的物质的量为$\frac{8.96L}{22.4L/mol}$=0.4mol，结合N原子守恒可知，参加反应的硝酸的物质的量为2n[Cu（NO₃）₂]+n（气体）=0.3mol×2+0.4mol=1mol，设混合气体中NO和NO₂的物质的量分别为x、y，
则$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.4}\\{3x+y=0.3×2}\end{array}\right.$，解的x=0.1，y=0.3，
所以产生的混合气体中NO和NO₂体积比为0.1mol：0.3mol=1：3，
故答案为：1；1：3．

点评 本题考查氧化还原反应的计算，为高频考点，把握发生的反应及电子守恒、原子守恒为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，题目难度不大．