Question

【題目】將57.6克的銅投入200毫升的硝酸溶液中恰好反應完全，產生標準狀況下的NO2 、NO共1.4 mol。

（1）寫出剛開始反應的化學方程式

（2）求硝酸的濃度 mol·L－1

（3）將生成的氣體收集在大試管中，然后倒扣在水中，寫出二氧化氮與水反應的化學方程式 ，若反應完全，則最后試管中NO的物質的量 mol。若往試管中通入氧氣讓液體充滿試管問通入氧氣的物質的量 mol。

Answer 1

【答案】（1）Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，（2）16（3）3NO2+H2O=2HNO3+NO；0.6；0.45

【解析】

試題分析：（1）硝酸具有強氧化性，銅和濃硝酸反應生成硝酸銅、二氧化氮和水，化學方程式為：Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，故答案為：Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O；

（2）設NO的物質的量為x mol，則NO2的物質的量為1.4mol-x mol=(1.4-x )mol，

根據得失電子守恒有×2=xmol×3+(1.4-x )mol×1，

解得 x=0.2mol

因為HNO3～NO、HNO3～NO2，所以，由氮元素守恒可知：n(被還原HNO3)=n(NO)+n(NO2)=1.4mol；

57.6g銅與200mL一定濃度的硝酸恰好完全反應，溶液中的溶質全部為Cu(NO3)2，

由氮原子守恒：n(HNO3)=n(被還原HNO3)+n[Cu(NO3)2]×2=1.4mol+0.9mol×2=3.2mol，

則原硝酸溶液的濃度為：c(HNO3)==16mol/L，故答案為：16；

（3）二氧化氮與水反應的化學方程式為3NO2+H2O=2HNO3+NO，若反應完全，則最后試管中NO的物質的量=0.2mol+(1.4-0.2)mol=0.6mol，根據4NO+H2O+3O2=4HNO3，讓液體充滿試管問通入氧氣的物質的量為×0.6mol=0.45mol，故答案為：3NO2+H2O=2HNO3+NO；0.6；0.45。