Question

【題目】將128g銅置于一定量的濃硝酸中并微熱。當銅片完全消失時，共收集到NO2和NO的混合氣體44.8L(標準狀況)。

(1)寫出上述過程中有關反應的離子方程式：_________、____________________。

(2)完成該反應至少需要量取10mol·L－1的濃硝酸________mL。

(3)混合氣體中NO2的體積為______________L，NO的體積________L(均為標準狀況下)。

Answer 1

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

【解析】

(1)發生反應為：Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O；

(2)反應中被還原的HNO3生成NO、NO2混合氣體，未被還原的硝酸生成Cu(NO3)2，由氮原子守恒可知，n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(NO、NO2)，再根據V=計算；

(3)設混合氣體中NO2、NO的物質的量分別為xmol、ymol，根據電子轉移守恒及二者體積列方程計算，再根據V=nVm計算各自的體積。

(1)Cu分別溶于濃硝酸、稀硝酸發生的反應方程式為：Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，則對應的離子反應方程式為Cu＋4H＋＋2NO3—===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O、3Cu＋8H＋＋2NO3—===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；

(2)反應中被還原的HNO3生成NO、NO2混合氣體，混合氣體的物質的量==2mol，未被還原的硝酸生成Cu(NO3)2，銅的物質的量==2mol，由氮原子守恒可知，n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2]+n(NO、NO2)=2mol×2+2mol=6mol，故需要硝酸的體積==0.6L=600mL；

(3)設混合氣體中NO2、NO的物質的量分別為xmol、ymol，根據電子轉移守恒及二者體積，可得：x+3y=2×2、x+y＝2，解得x=1、y=1；故二氧化氮的體積=1mol×22.4L/mol=22.4L，NO的體積=1mol×22.4L/mol=22.4L。