Question

（本題共14分）某課外興趣小組成員為研究金屬銅與強酸的反應(yīng)，將9.6克銅粉分為三等份，進行了如下一些實驗，請完成有關(guān)計算。

54．取其中一份與100mL一定濃度的硝酸反應(yīng)，待固體完全溶解，產(chǎn)生的一氧化氮和二氧化氮混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.896L。然后將剩余溶液稀釋至1000mL，測得pH＝0。請計算：生成的混合氣體中一氧化氮的體積分?jǐn)?shù)為______、反應(yīng)前硝酸的物質(zhì)的量濃度是__________。

55．再取另一份銅粉投入100mLpH＝0的硫酸和硝酸混合液中，微熱使反應(yīng)充分完成后，生成一氧化氮氣體448mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。求反應(yīng)前混合溶液中所含硫酸的物質(zhì)的量是多少？（寫出計算過程）

56．用NaOH溶液吸收氮氧化物是防止NOx污染的一種方法。

原理為：2NO2＋2NaOH→NaNO3＋NaNO2＋H2O，NO＋NO2＋2NaOH→2NaNO2＋H2O

取最后一份銅粉溶于a mol/L過量的硝酸溶液30.0 ml中，假設(shè)硝酸的還原產(chǎn)物只有一氧化氮和二氧化氮。待反應(yīng)結(jié)束后，將所剩溶液加水稀釋至1000 m L，測得c(NO3－)＝0.200 mol/L。若反應(yīng)所生成的混合氣體能被NaOH溶液完全吸收，試討論a的取值范圍。

Answer 1

54．0.75（3分）；11.4mol/L（3分） 55．0.04 mol（4分） 56．8.3≤ a＜10(4分)

【解析】

試題分析：54、9.6g銅的物質(zhì)的量的是9.6g÷64g/mol＝0.15mol，每一份中生成硝酸銅0.05mol，剩余硝酸的物質(zhì)的量是1L×1mol/L＝1mol。被還原硝酸的物質(zhì)的量是0.896L÷22.4L/mol＝0.04mol，則反應(yīng)前硝酸的物質(zhì)的量是0.05mol×2+1mol+0.04mol＝1.14mol，所以反應(yīng)前硝酸的濃度是1.14mol÷0.1L＝11.4mol/L。每一份中銅失去電子的物質(zhì)的量是0.05mol×2＝0.1mol，設(shè)生成的混合氣體中一氧化氮的物質(zhì)的量是xmol、NO2是ymolk，則x+y＝0.04、3x+y＝0.1，解得x＝0.03mol、y＝0.01mol，則生成的混合氣體中一氧化氮的體積分?jǐn)?shù)為。

55、NO的物質(zhì)的量是0.448L÷22.4L/mol＝0.02mol，投入的銅是0.05mol，根據(jù)方程式3Cu＋8H＋＋2NO3－＝3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O可知銅完全反應(yīng)需要氫離子的物質(zhì)的量是，溶液中氫離子是0.1L×1.0mol/L＝0.1mol，這說明氫離子不足，銅過量，硝酸完全反應(yīng)。根據(jù)氮原子守恒可知硝酸的物質(zhì)的量是0.02mol，所以原溶液中硫酸的物質(zhì)的量是。

56、根據(jù)方程式可知如果全部生成NO2，則可以完全被氫氧化鈉溶液吸收，則根據(jù)電子守恒可知生成NO2的物質(zhì)的量為0.1mol，因此0.03a－0.2＝0.1，解得a=10；如生成NO和NO2，則根據(jù)方程式可知氣體要完全被吸收，必須滿足NO2的物質(zhì)的量大于或等于NO的物質(zhì)的量。假設(shè)混合氣體中NO2和NO的物質(zhì)的量分別是xmol、ymol，每一份中銅失去電子的物質(zhì)的量是0.1mol，所以根據(jù)電子得失守恒可知x+3y＝0.1，根據(jù)N原子守恒可知x+y=0.03a－0.2，解得x=0.045a－0.35，y＝0.15－0.015a。則有(0.045a－0.35)≥(0.15－0.015a)解得a≥8.3，所以a的取值范圍是8.3≤ a＜10。

考點：考查銅與硝酸反應(yīng)的有關(guān)計算