Question

6．6.4g Cu與過量硝酸（a mol/L，30mL）充分反應(yīng)，硝酸的還原產(chǎn)物只有NO₂、NO，反應(yīng)后溶液中含H⁺為0.1mol．
（1）此時溶液中所含NO₃^-物質(zhì)的量0.3mol；
（2）求生成的氣體中NO₂和NO的物質(zhì)的量各為多少？（用含有a的式子表示）

Answer 1

分析 n（Cu）=$\frac{6.4g}{64g/mol}$=0.1mol，n（HNO₃）=amol/L×0.03L=0.03amol，
（1）根據(jù)氮原子守恒得反應(yīng)后溶液中n（NO₃^-）=n（HNO₃）_（剩余）+2n[Cu（NO₃）]=n（H⁺）+2n（Cu）；
（2）根據(jù)N原子守恒得n（NO_x）=n（HNO₃）_（原來）-n（HNO₃）_（剩余）-2n[Cu（NO₃）]，再結(jié)合轉(zhuǎn)移電子相等計算兩種氧化物物質(zhì)的量分別是多少．

解答 解：n（Cu）=$\frac{6.4g}{64g/mol}$=0.1mol，n（HNO₃）=amol/L×0.03L=0.03amol，
（1）根據(jù)氮原子守恒得反應(yīng)后溶液中n（NO₃^-）=n（HNO₃）_（剩余）+2n[Cu（NO₃）]=n（H⁺）+2n（Cu）=0.1mol+2×0.1mol=0.3mol，
故答案為：0.3mol；
（2）根據(jù)N原子守恒得n（NO_x）=n（HNO₃）_（原來）-n（HNO₃）_（剩余）-2n[Cu（NO₃）]=0.03amol-0.1mol-0.1mol×2=（0.03a-0.3）mol，轉(zhuǎn)移到電子的物質(zhì)的量=0.1mol×2=0.2mol，
設(shè)生成的氣體中NO₂和NO的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，結(jié)合轉(zhuǎn)移電子相等得
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=（0.03a-0.3）}\\{（5-4）x+（5-2）y=0.2}\end{array}\right.$，
$\left\{\begin{array}{l}{x=0.045a-0.55}\\{y=0.25-0.015a}\end{array}\right.$，
答：生成的氣體中NO₂和NO的物質(zhì)的量分別為（0.045a-0.55）mol、（0.25-0.015a）mol．

點評 本題以Cu和硝酸的反應(yīng)為載體考查氧化還原反應(yīng)的計算，側(cè)重考查分析計算能力，會利用原子守恒、轉(zhuǎn)移電子守恒進行計算，難點是（2）題聯(lián)立方程式組，題目難度中等．