Question

在足量濃硝酸中加入3.84g Cu片，反應(yīng)完全后，使產(chǎn)生的氣體（只含有一種氣體）通入800mL H₂O中充分反應(yīng)，設(shè)反應(yīng)后溶液體積不變．
（1）寫出產(chǎn)生的氣體通入水中的化學(xué)反應(yīng)方程式，并指出氧化劑與還原劑質(zhì)量之比；
（2）試求將氣體通入水中充分反應(yīng)后得到的溶液的物質(zhì)的量濃度．

Answer 1

【答案】分析：（1）銅與足量濃硝酸反應(yīng)生成二氧化氮，NO₂與水反應(yīng)方程式3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，反應(yīng)中只有氮元素的化合價(jià)發(fā)生變化，由+4價(jià)升高為+5價(jià)，由+4價(jià)降低為+2價(jià)，所以NO₂既是氧化劑也是還原劑，氧化劑被還原，還原劑被氧化，由產(chǎn)物中氮元素的化合價(jià)，可知起氧化劑與還原劑的NO₂物質(zhì)的量之比為1：2．據(jù)此判斷．
（2）根據(jù)反應(yīng)Cu+4HNO₃═2NO₂↑+Cu（NO₃）₂+2H₂O計(jì)算生成的二氧化氮的物質(zhì)的量，再根據(jù)NO₂與水反應(yīng)方程式3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO計(jì)算硝酸的物質(zhì)的量，根據(jù)物質(zhì)的量濃度定義式計(jì)算．
解答：解：（1）NO₂與水反應(yīng)方程式3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，反應(yīng)中只有氮元素的化合價(jià)發(fā)生變化，由+4價(jià)升高為+5價(jià)，由+4價(jià)降低為+2價(jià)，所以NO₂既是氧化劑也是還原劑，氧化劑被還原，還原劑被氧化，由產(chǎn)物中氮元素的化合價(jià)，可知起氧化劑與還原劑的NO₂物質(zhì)的量之比為1：2．所以起氧化劑和還原劑的NO₂的質(zhì)量比為1：2．
答：反應(yīng)方程式3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，起氧化劑和還原劑的NO₂的質(zhì)量比為1：2．
（2）令3.84g Cu與濃硝酸反應(yīng)生成的二氧化氮的物質(zhì)的量為xmol，則：
Cu+4HNO₃═2NO₂↑+Cu（NO₃）₂+2H₂O
64g       2mol
3.84g     xmol
所以=，解得x=0.12．
令0.12mol二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸ymol，則：
3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO
3         2
0.12mol   ymol
所以y=0.08mol
所以形成的硝酸溶液的濃度為=0.1mol/L．
答：形成的硝酸溶液的濃度為0.1mol/L．
點(diǎn)評：考查氧化還原反應(yīng)計(jì)算、氧化還原反應(yīng)概念，難度中等，理解基本概念，關(guān)鍵根據(jù)產(chǎn)物中化合價(jià)判斷起氧化劑與還原劑的NO₂物質(zhì)的量之比．