Question

11．將1.92g銅置入一定量的濃硝酸中，恰好完全反應，共收集到1.12L氣體（標準狀況），求：
（1）上述過程中，有關反應的離子方程式為Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O、3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（2）反應中的HNO₃的物質的量是0.11mol．
（3）將收集上述氣體的容器倒扣在盛有水的水槽中，待氣體體積不變后向其中緩慢通入O₂，使其充分反應，若要使水恰好充滿容器，理論上需要參加反應的O₂的物質的量是0.015摩爾．

Answer 1

分析 （1）隨反應進行，濃硝酸變?yōu)橄∠跛�，發(fā)生反應：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O、3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（2）反應中HNO₃起氧化劑、酸性作用，其氧化劑的硝酸反應得到NO₂、NO，根據(jù)銅原子守恒計算Cu（NO₃）₂，根據(jù)N原子守恒計算反應的HNO₃；
（3）收集上述氣體的容器倒扣在盛有水的水槽中，二氧化氮反應反應生成硝酸與NO，剩余氣體為NO，Cu原子失去電子等于生成剩余NO獲得電子，待氣體體積不變后向其中緩慢通入O₂，又轉化得到硝酸，縱觀整個過程，Cu原子失去電子等于氧氣獲得電子．

解答 解：（1）隨反應進行，濃硝酸變?yōu)橄∠跛幔�發(fā)生反應：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O、3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，反應離子方程式為：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O、3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O、3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）反應中HNO₃起氧化劑、酸性作用，其氧化劑的硝酸反應得到NO₂、NO，氣體氣體總物質的量為$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，Cu的物質的量為$\frac{1.92g}{64g/mol}$=0.03mol，根據(jù)銅原子守恒n[Cu（NO₃）₂]=n（Cu）=0.03mol，根據(jù)N原子守恒，反應的HNO₃為0.05mol+0.03mol×2=0.11mol，
故答案為：0.11；
（3）收集上述氣體的容器倒扣在盛有水的水槽中，二氧化氮反應反應生成硝酸與NO，剩余氣體為NO，Cu原子失去電子等于生成剩余NO獲得電子，待氣體體積不變后向其中緩慢通入O₂，又轉化得到硝酸，縱觀整個過程，Cu原子失去電子等于氧氣獲得電子，根據(jù)電子轉移守恒，可知需要氧氣物質的量為$\frac{0.03mol×2}{4}$=0.015mol，
故答案為：0.015．

點評 本題考查根據(jù)方程式及氧化還原反應的有關計算，難度中等，注意根據(jù)原子守恒、電子轉移守恒進行的計算，注意（3）中利用方程式進行計算，比較麻煩，為易錯點、難點．