Question

【题目】某化学兴趣小组用一定量铜片和50 mL浓度为2.0 mol/L的硝酸反应，当铜片完全溶解时收集到标准状况下280 mL的一氧化氮。请回答(忽略溶液体积变化)：

(1)反应后溶液呈_______性（用“酸”、“碱”或“中”填空）；

(2)反应后溶液中铜离子的物质的量浓度是多少_______(写出计算过程，保留三位有效数字)？

Answer 1

【答案】酸 0.375 mol/L

【解析】

由硝酸的浓度和体积可计算硝酸的物质的量，Cu与稀硝酸反应产生Cu(NO3)2、NO、H2O，根据NO的体积确定反应消耗的HNO3的物质的量，结合题目给出的硝酸的物质的量可判断溶液的酸碱性；根据反应方程式中Cu(NO3)2、NO的关系计算Cu(NO3)2的物质的量，然后由物质的量浓度定义式计算铜离子的物质的量浓度。

(1)n(HNO3)=c·V=2.0 mol/L×0.050 L=0.10 mol，标准状况下280 mL的一氧化氮的物质的量n(NO)==0.0125 mol，根据Cu与稀硝酸反应的方程式3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知：反应消耗8 mol HNO3，会同时产生3 mol Cu(NO3)2、2 molNO，则反应产生0.0125 molNO，就会消耗硝酸的物质的量为4 n(NO)=4×0.0125 mol=0.05 mol，加入的硝酸的物质的量为0.10 mol>0.05 mol，硝酸过量，所以反应后溶液显酸性；

(2)根据(1)可知 n(NO)=0.0125 mol，根据物质反应转化关系可知反应产生Cu(NO3)2的物质的量为 n(NO)=×0.0125 mol=0.01875 mol，由于溶液的体积是50 mL，所以反应后Cu(NO3)2的物质的量你的c[Cu(NO3)2]==0.375 mol/L。