Question

將32g銅與200mL一定濃度的硝酸反應，銅完全溶解，產(chǎn)生的NO和NO₂混合氣體在標準狀況下的體積為11.2L．請回答：
（1）求混合氣體中NO₂和NO的體積分別是多少；
（2）待產(chǎn)生的氣體全部釋放后，向溶液中加入300mL 5mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部轉(zhuǎn)化成沉淀，求原有硝酸的物質(zhì)的量濃度．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)n=

m

M

計算32g銅的物質(zhì)的量，根據(jù)n=

V

Vm

計算混合氣體的物質(zhì)的量，令混合氣體中NO和NO₂物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，利用電子轉(zhuǎn)移守恒、二者物質(zhì)的量之和列方程，據(jù)此計算x、y的值，再根據(jù)v=nV_m計算NO、NO₂的體積；
（2）向反應后溶液中加入NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部轉(zhuǎn)化成沉淀，此時溶液中溶質(zhì)為NaNO₃，由鈉離子守恒n（NaNO₃）=n（NaOH），根據(jù)氮原子守恒可知n（HNO₃）=n（NaNO₃）+n（NO₂+NO），再根據(jù)c=

n

V

計算．

解答：解：（1）32g銅的物質(zhì)的量為

32g

64g/mol

=0.5mol，11.2L混合氣體的物質(zhì)的量為

11.2L

22.4L/mol

=0.5mol，
令混合氣體中NO和NO₂物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，
由電子轉(zhuǎn)移守恒有：3x+y=0.5×2，
由二者物質(zhì)的量之和：x+y=0.5
聯(lián)立方程，解得x=0.25，y=0.25，
故NO的體積為0.25mol×22.4L/mol=5.6L，
NO₂的體積為0.25mol×22.4L/mol=5.6L，
答：混合氣體中NO₂和NO的體積分別為5.6L、5.6L；
（2）向反應后溶液中加入NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部轉(zhuǎn)化成沉淀，此時溶液中溶質(zhì)為NaNO₃，由鈉離子守恒n（NaNO₃）=n（NaOH）=0.3L×5mol/L=1.5mol，根據(jù)氮原子守恒可知n（HNO₃）=n（NaNO₃）+n（NO₂+NO）=1.5mol+0.5mol=2mol，故原有硝酸的物質(zhì)的量濃度為

2mol

0.2L

=10mol/L，
答：原有硝酸的物質(zhì)的量濃度為10mol/L．

點評：本題考查方程式的有關(guān)計算，難度中等，注意利用原子守恒、電子轉(zhuǎn)移守恒進行的計算．