Question

銅既能與稀硝酸反應(yīng)，也能與濃硝酸反應(yīng)，當(dāng)銅與一定濃度硝酸反應(yīng)時，可將方程式表示為：Cu+HNO3  →  Cu（NO3）2+NO↑+NO2↑+H2O （方程式未配平，不考慮2NO2 N2O4）。

   （1）硝酸在該反應(yīng)中的作用是__________________。（1分）

   （2）0.004molCu被硝酸完全溶解后，Cu失去的電子數(shù)是______________，如果得到的NO和NO2物質(zhì)的量相同，則參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量是______________，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下若將收集NO和NO2的集氣瓶倒立于水中，通入一定量的氧氣充分反應(yīng)后發(fā)現(xiàn)無氣體剩余，則通入O2的體積為____________；所得溶液（假設(shè)溶質(zhì)不擴(kuò)散）的物質(zhì)的量濃度是___________ 。

   （3）如果參加反應(yīng)的Cu和HNO3的物質(zhì)的量之比是3:10，寫出并配平該反應(yīng)的離子方程式_________________________________________________________。

   （4）如果沒有對該反應(yīng)中的某些物質(zhì)的比例作限定，則方程式可能的配平系數(shù)有許多組，其原因是_            ____________________________________。

Answer 1

【知識點】化學(xué)方程式的有關(guān)計算；氧化還原反應(yīng)；硝酸的化學(xué)性質(zhì) B2D4

【答案解析】

（1）氧化性、酸性

     （2）0.008NA （答0.008mol不得分）；0.012mol ；44.8mL ；

1/22.4mol·L－1（或0.0446 mol·L－1）

（3）3Cu+10H++4NO3-=3Cu2++NO↑+3NO2↑+5H2O

   （4）該反應(yīng)含有兩個氧化還原反應(yīng)，兩者的比例和氧化劑的用量都可以發(fā)生變化

   解析：（1）反應(yīng)中氮元素化合價由+5價降低為+2、+4價，體現(xiàn)硝酸氧化性，同時生成硝酸鹽，硝酸體現(xiàn)酸性．
（2）銅失去2個電子形成Cu2+，失去的電子物質(zhì)的量是銅的2倍，0.004molCu被硝酸完全溶解后，
Cu失去的電子數(shù)是0.004mol×2×NAmol-1=0.008NA；
根據(jù)銅元素守恒，n[Cu（NO3）2]=n（Cu）=0.004mol，令NO、NO2的物質(zhì)的量為ymol，
根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒有3y+y=0.004×2，解得y=0.002，根據(jù)氮元素守恒可知，參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量

n（HNO3）=2n[Cu（NO3）2]+n（NO2）+n（NO）=

0.004mol×2+0.002mol+0.002mol=0.012mol；
根據(jù)方程式4NO2+O2+2H2O=4HNO3、4NO+3O2+2H2O=4HNO3可知，需要通入O2的物質(zhì)的量為0.002mol×1/4+0.002mol×3/4=0.002mol，生成硝酸的物質(zhì)的量為

0.002mol+0.002mol=0.004mol，所以需要氧氣的體積為
0.002mol×22.4L/mol=0.0448L=44.8ml；溶液體積等于一氧化氮與二氧化氮的體積之和，所以溶液的體積為0.004mol×22.4L/mol=0.004×22.4L，所得溶液的物質(zhì)的量濃度是0.004mol/(0.004×22.4L)=1/22.4mol/L．
（3）令銅為3mol，則HNO3為10mol，根據(jù)銅元素守恒可知，生成硝酸銅3mol，所以氧化劑作用的硝酸為10mol-6mol=4mol，令生成NO為xmol，則生成NO2為（4-x）mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知，3x+（4-x）×1=3×2，解得x=1，即生成NO為1mol，則生成NO2為3mol，反應(yīng)離子方程式為3Cu+10H++4NO3-=3Cu2++NO↑+3NO2↑+5H2O．
（4）該反應(yīng)含有兩個氧化還原反應(yīng)，兩者的比例和氧化劑的用量都可以發(fā)生變化．
【思路點撥】考查反應(yīng)方程式的有關(guān)計算，難度中等，（3）中離子方程式的書寫關(guān)鍵是NO、NO2的物質(zhì)的量的確定。