Question

2．將一定質(zhì)量由Cu和CuO組成的固體粉末加入到200 mL 11 mol/L的濃HNO₃中，充分反應(yīng)后，固體溶解完全，收集到NO、NO₂混合氣體8.96 L（標準狀況）．若將該混合氣體與4.48 L O₂（標準狀況）混合并通入到足量水中，恰好生成HNO₃．
（1）NO的體積是4.48L，NO₂的體積是4.48L（標準狀況）．
（2）固體粉末中Cu單質(zhì)的質(zhì)量是25.6g．
（3）向濃HNO₃反應(yīng)后的溶液中加入4mol/L的NaOH溶液，當Cu²⁺恰好沉淀完時，需要NaOH溶液的體積是0.45L．

Answer 1

分析 （1）Cu和濃硝酸反應(yīng)生成NO₂、和稀硝酸反應(yīng)生成NO，CuO和硝酸反應(yīng)生成硝酸銅和H₂O，氮氧化物和氧氣、水反應(yīng)生成HNO₃，生成硝酸的反應(yīng)中氧氣得到的電子數(shù)等于硝酸生成氮氧化物得到的電子數(shù)，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒、N原子守恒計算NO、NO₂的物質(zhì)的量，再根據(jù)V=nVm計算二者體積；
（2）根據(jù)得失電子守恒，n（Cu）=2n（O₂）；
（3）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），最后根據(jù)V=$\frac{n}{V}$計算出需要氫氧化鈉溶液的體積．

解答 解：（1）n（NO+NO₂）=$\frac{8.96L}{22.4L/mol}$=0.4mol，n（O₂）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，Cu和濃硝酸反應(yīng)生成NO₂、和稀硝酸反應(yīng)生成NO，CuO和硝酸反應(yīng)生成硝酸銅和H₂O，氮氧化物和氧氣、水反應(yīng)生成HNO₃，生成硝酸的反應(yīng)中氧氣得到的電子數(shù)等于硝酸生成氮氧化物得到的電子數(shù)，
設(shè)NO、NO₂的物質(zhì)的量分別是xmol、ymol，
根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒、N原子守恒得：
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.4}\\{3x+y=0.2×4}\end{array}\right.$，
$\left\{\begin{array}{l}{x=0.2}\\{y=0.2}\end{array}\right.$，
根據(jù)V=nVm得二者體積分別=0.2mol×22.4L/mol=4.48L，
故答案為：4.48；4.48；
（2）根據(jù)得失電子守恒，n（Cu）=2n（O₂）=2×0.2mol=0.4mol，m（Cu）=64g/mol×0.4mol=25.6g，
故答案為：25.6；
（3）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），n（NaNO₃）=n（HNO₃）-n（NO₂+NO）=11mol/L×0.2L-0.4mol=1.8mol，根據(jù)Na原子守恒得n（NaNO₃）=n（NaOH）=1.8mol，V（NaOH）=$\frac{n}{V}$=$\frac{1.8mol}{4mol/L}$=0.45L，
故答案為：0.45．

點評 本題考查氧化還原反應(yīng)有關(guān)計算，為高頻考點，側(cè)重考查學生分析計算能力，明確各個物理量之間的關(guān)系是解本題關(guān)鍵，注意原子守恒、轉(zhuǎn)移電子守恒的應(yīng)用，題目難度中等．