Question

将1.92g铜置入一定量的浓硝酸中，并微热，随着铜的不断减少，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜反应完毕时（铜片完全消失），共收集到1.12L气体（标准状况），求：
（1）收集到的气体中含有

 

．
（2）上述过程中，有关反应的化学方程式为

 

．
（3）反应中被还原的HNO₃的物质的量是

 

mol．
（4）将收集上述气体的容器倒扣在盛有水的水槽中，并向其中缓慢通入O₂，使其充分反应，若要使水恰好充满容器，理论上需要参加反应的O₂的物质的量是多少摩尔？

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算,氧化还原反应

专题：计算题

分析：（1）根据n=

m

M

计算1.92g铜的物质的量，假定气体只有NO，只有NO₂，根据电子转移守恒计算气体物质的量，再根据V=nVm计算体积，根据体积判断；
（2）根据（1）中判断的气体的成分，书写方程式；
（3）反应中被还原的HNO₃生成氮的氧化物（NO或NO₂或NO、NO₂混合气体），由氮原子守恒可知，被还原的硝酸物质的量等于生成的气体的物质的量；
（4）反应又生成HNO₃，纵观整个过程可知，铜提供的电子等于氧气获得的电子，据此计算需要氧气的物质的量．

解答： 解：（1）1.92g铜的物质的量为

1.92g

64g/mol

=0.03mol，假定气体只有NO，则气体的体积为：

0.03mol×2

5-2

×22.4L/mol=0.448L，假定气体只有NO₂，则气体的体积为：

0.03mol×2

5-4

×22.4L/mol=1.344L，实际生成气体介于0.448L与1.344L之间，故生成气体含有NO、NO₂，
故答案为：NO、NO₂；
（2）由（1）分析可知，生成气体含有NO、NO₂，故发生反应为：
Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O、3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+4H₂O，
故答案为：Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O、3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+4H₂O；
（3）反应中被还原的HNO₃生成NO、NO₂，由氮原子守恒可知，被还原的硝酸物质的量等于生成的气体的物质的量为

1.12L

22.4L/mol

=0.05mol，
故答案为：0.05；
（4）反应又生成HNO₃，纵观整个过程可知，铜提供的电子等于氧气获得的电子，故需要氧气的物质的量为

0.03mol×2

4

=0.015mol，
答：理论上需要参加反应的O₂的物质的量是0.015mol．

点评：本题考查根据方程式及氧化还原反应的有关计算，难度中等，注意根据原子守恒、电子转移守恒进行的计算，注意（4）利用方程式进行计算，比较麻烦，为易错点、难点．