Question

【题目】将128g铜置于一定量的浓硝酸中并微热。当铜片完全消失时，共收集到NO2和NO的混合气体44.8L(标准状况)。

(1)写出上述过程中有关反应的离子方程式：_________、____________________。

(2)完成该反应至少需要量取10mol·L－1的浓硝酸________mL。

(3)混合气体中NO2的体积为______________L，NO的体积________L(均为标准状况下)。

Answer 1

【答案】Cu＋4H＋＋2NO3—===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8H＋＋2NO3—===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 600 22.4 22.4

【解析】

(1)发生反应为：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；

(2)反应中被还原的HNO3生成NO、NO2混合气体，未被还原的硝酸生成Cu(NO3)2，由氮原子守恒可知，n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(NO、NO2)，再根据V=计算；

(3)设混合气体中NO2、NO的物质的量分别为xmol、ymol，根据电子转移守恒及二者体积列方程计算，再根据V=nVm计算各自的体积。

(1)Cu分别溶于浓硝酸、稀硝酸发生的反应方程式为：Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，则对应的离子反应方程式为Cu＋4H＋＋2NO3—===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O、3Cu＋8H＋＋2NO3—===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；

(2)反应中被还原的HNO3生成NO、NO2混合气体，混合气体的物质的量==2mol，未被还原的硝酸生成Cu(NO3)2，铜的物质的量==2mol，由氮原子守恒可知，n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(NO、NO2)=2mol×2+2mol=6mol，故需要硝酸的体积==0.6L=600mL；

(3)设混合气体中NO2、NO的物质的量分别为xmol、ymol，根据电子转移守恒及二者体积，可得：x+3y=2×2、x+y＝2，解得x=1、y=1；故二氧化氮的体积=1mol×22.4L/mol=22.4L，NO的体积=1mol×22.4L/mol=22.4L。