Question

6．將57.6g銅與200m L 一定濃度的硝酸反應(yīng)，銅完全溶解，產(chǎn)生的 NO和  NO₂混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為22.4L．
請(qǐng)回答：
（1）NO的體積為8.96L，NO₂ 的體積為13.44L．
（2）待產(chǎn)生的氣體全部釋放后，向溶液中加入VmL  a  mol•L^-1的NaOH 溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部轉(zhuǎn)化為沉淀，則原硝酸溶液的濃度為$\frac{（aV×1{0}^{-3}+1）}{0.2}$mol•L^-1（列出計(jì)算式即可）．
（3）欲使銅與硝酸反應(yīng)生成的氣體在NaOH溶液中全部轉(zhuǎn)化為 NaNO₃至少需要30%的雙氧水102g．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)n=$\frac{n}{m}$計(jì)算銅的物質(zhì)的量，根據(jù)n=$\frac{V}{Vm}$計(jì)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(jì)算x、y的值，再根據(jù)v=nV_m計(jì)算NO、NO₂的體積；
（2）向反應(yīng)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(shí)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=$\frac{n}{V}$計(jì)算；
（3）Cu與硝酸反應(yīng)得到硝酸銅與NO和NO₂混合氣體，NO和NO₂混合氣體再在雙氧水、堿性條件下轉(zhuǎn)化為NaNO₃，縱觀整個(gè)過程，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，Cu提供的電子等于過氧化氫獲得的電子，據(jù)此計(jì)算過氧化氫的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計(jì)算過氧化氫的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算需要30%的雙氧水的質(zhì)量．

解答 解：（1）57.6g銅的物質(zhì)的量為$\frac{57.6g}{64g/mol}$=0.9mol，22.4L混合氣體的物質(zhì)的量為$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，
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=0.9×2，
由二者物質(zhì)的量之和：x+y=1，
聯(lián)立方程，解得x=0.4，y=0.6，
故NO的體積為0.4mol×22.4L/mol=8.96L，
NO₂的體積為0.6mol×22.4L/mol=13.44L，
故答案為：8.96；13.44；
（2）向反應(yīng)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(shí)溶液中溶質(zhì)為NaNO₃，由鈉離子守恒n（NaNO₃）=n（NaOH）=a V×10 ^-3mol，根據(jù)氮原子守恒可知n（HNO₃）=n（NaNO₃）+n（NO₂+NO）=（a V×10 ^-3+1）mol，故原有硝酸的物質(zhì)的量濃度為$\frac{（aV×1{0}^{-3}+1）}{0.2}$mol/L，
故答案為：$\frac{（aV×1{0}^{-3}+1）}{0.2}$；
（3）Cu與硝酸反應(yīng)得到硝酸銅與NO和NO₂混合氣體，NO和NO₂混合氣體再在雙氧水、堿性條件下轉(zhuǎn)化為NaNO₃，縱觀整個(gè)過程，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，Cu提供的電子等于過氧化氫獲得的電子，銅的物質(zhì)的量為0.9mol，故Cu提供電子為0.9mol×2=1.8mol，故需要過氧化氫的物質(zhì)的量為$\frac{1.8mol}{2}$=0.9mol，過氧化氫的質(zhì)量=0.9mol×34g/mol=30.6g，需要30%的雙氧水的質(zhì)量為$\frac{30.6g}{30%}$=102g，故答案為：102．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握發(fā)生的反應(yīng)及電子、電荷守恒、物質(zhì)的量的有關(guān)計(jì)算為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計(jì)算能力的考查，題目難度不大．