Question

（13分）銅既能與稀硝酸反應，也能與濃硝酸反應，當銅與一定濃度硝酸反應時，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物質的量相同，則參加反應的硝酸的物質的量是______________，在標準狀況下若將收集NO和NO2的集氣瓶倒立于水中，通入一定量的氧氣充分反應后發(fā)現(xiàn)無氣體剩余，則通入O2的體積為____________；所得溶液（假設溶質不擴散）的物質的量濃度是___________ 。

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

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

 

Answer 1

（1）氧化性、酸性

（2）0.008NA；0.012mol ；44.8mL ；

1/22.4mol·L－1（或0.0446 mol·L－1）

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

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

【解析】

試題分析：（1）在反應中硝酸中的N元素的化合價一部分降低，得到電子，與部分價態(tài)沒有變化，所以在該反應中的作用是氧化性、酸性；（2）由于每一摩爾的Cu失去2mol的電子，所以0.004molCu被硝酸完全溶解后，Cu失去的電子數(shù)是0.004mol×2NA=0.008NA; 如果得到的NO和NO2物質的量相同，則反應的方程式是：2Cu+6HNO3= 2Cu(NO3)2+NO↑+NO2↑+3H2O，n(Cu)= 0.004mol,所以參加反應的硝酸的物質的量是n(HNO3)=3n(Cu)= 0.012mol; 在標準狀況下若將收集NO和NO2的集氣瓶倒立于水中，通入一定量的氧氣充分反應后發(fā)現(xiàn)無氣體剩余，即完全轉化為硝酸，根據(jù)電子守恒，通入氧氣得到的電子數(shù)與金屬Cu失去的電子數(shù)目相等，則4n(O2)=2n(Cu)，所以n(O2)=2n(Cu)÷4=(2×0.004mol)÷4=0.002mol,通入O2的體積為V(O2)= 0.002mol×22.4L/mol=44.8×10-3L=44.8ml；根據(jù)N守恒，產生的硝酸的物質的量是n(HNO3)=n(Cu)=0.004mol，溶液的體積是：V=0.004mol×22.4L/mol=89.6×10-3L,則所得溶液的物質的量濃度是c=n÷V=0.004mol÷=89.6×10-3L =1/22.4mol/L；（3）如果參加反應的Cu和HNO3的物質的量之比是3:10，根據(jù)原子守恒、電子守恒及電荷守恒可得該反應的離子方程式是3Cu + 10H++ 4NO3-= 3Cu2++NO↑+3NO2↑+5H2O；（4）如果沒有對該反應中的某些物質的比例作限定，則方程式可能的配平系數(shù)有許多組，其原因是該反應含有兩個氧化還原反應，兩者的比例和氧化劑的用量發(fā)生變化，則配平的方程式就會不同，因此有多種可能。

考點：考查氧化還原反應方程式的配平、守恒方法在氧化還原反應計算及方程式配平的應用的知識。