Question

将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO₂混合气体在标准状况下的体积为11.2 L．请回答：
（1）简要阐述上述产生混合气体的理由（用化学方程式回答）？
（2）NO、NO₂的体积各为多少升？
（3）待产生的气体全部释放后，向溶液加入450mL 2mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为多少？

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：（1）铜与浓硝酸反应得到二氧化氮，随反应进行浓硝酸变稀，铜与稀硝酸反应得到NO；
（2）令NO和NO₂的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者体积及电子转移守恒列方程计算，再根据V=nV_m计算各自体积；
（3）加入氢氧化钠恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，此时溶液中溶质为NaNO₃，根据钠离子守恒有：n（NaNO₃）=n（NaOH），由N原子守恒可知：n（HNO₃）=n（NaNO₃）+n（NO和NO₂），再根据c=

n

V

计算．

解答： 解：（1）铜与浓硝酸反应得到硝酸铜、二氧化氮与水，随反应进行浓硝酸变稀，铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO与水，反应方程式为：Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，故得到混合气体，
答：Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O．
（2）32.64g铜的物质的量为

32.64g

64g/mol

=0.51mol，在反应中失去的电子的物质的量为2×0.51mol=1.02mol，11.2L混合气体的物质的量为

11.2L

22.4L/mol

=0.5mol
令NO和NO₂的物质的量分别为xmol、ymol，则：

x+y=0.5 3x+y=1.02

解得x=0.26、y=0.24，
NO的体积=0.26mol×22.4L/mol=5.824L
NO₂的体积=0.24mol×22.4L/mol=5.376L
答：NO的体积为5.824L，NO₂的体积为5.376L．
（3）加入氢氧化钠恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，此时溶液中溶质为NaNO₃，根据钠离子守恒有：n（NaNO₃）=n（NaOH）=0.45L×2mol/L=0.9mol，由N原子守恒可知：n（HNO₃）=n（NaNO₃）+n（NO和NO₂）=0.9mol+0.5mol=1.4mol，故硝酸的物质的量浓度=

1.4mol

0.14L

=10mol/L，
答：原硝酸溶液的浓度为10mol/L．

点评：本题考查化学方程式计算，难度中等，注意利用守恒思想进行解答．