Question

32g銅與150mL一定濃度的硝酸恰好完全反應(yīng)，產(chǎn)生的NO₂和NO混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L．請回答：（不要求寫計算過程）
（1）寫出銅與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式

3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O

．
（2）NO為

0.25

 mol．標(biāo)準(zhǔn)狀況V（NO）：V（NO₂）=

1：1

（3）原硝酸溶液的濃度為

10

 mol?L-¹．
（4）試描述實驗過程中試管內(nèi)產(chǎn)生氣體現(xiàn)象

氣體顏色逐漸變淺

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)銅和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水，書寫化學(xué)方程式；
（2）設(shè)NO的物質(zhì)的量為x mol，則NO₂的物質(zhì)的量為

1.12L

22.4L?mol-1

-x mol=（0.5-x ）mol，再根據(jù)得失電子守恒，銅失去電子數(shù)等于氮得到電子數(shù)，求出x，進(jìn)而求出V（NO）：V（NO₂）；
（3）根據(jù)氮原子守恒，n（HNO₃）=n（被還原HNO₃）+n（Cu（NO₃）₂）×2，求出原硝酸溶液的濃度；
（4）反應(yīng)生成的紅棕色二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和無色一氧化氮，氣體顏色逐漸變淺．

解答：解：（1）硝酸具有強氧化性，銅和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水，化學(xué)方程式為：3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（2）設(shè)NO的物質(zhì)的量為x mol，則NO₂的物質(zhì)的量為

1.12L

22.4L?mol-1

-x mol=（0.5-x ）mol，
因為 Cu-2e-═Cu²⁺，HNO₃+e^-═NO₂，HNO₃+3e^-═NO
根據(jù)得失電子守恒有

32g

64g?mol-1

×2=xmol×3+（0.5-x ）mol×1，
解得 x=0.25mol
NO的體積為0.2mol×22.4L?mol^-1=5.6L，NO₂的體積為（0.5-0.25）mol×22.4L?mol^-1=5.6L，所以V（NO）：V（NO₂）=1：1；
（3）因為HNO₃～NO、HNO₃～NO₂，所以，由氮元素守恒可知：n（被還原HNO₃）=n（NO）+n（NO₂）=0.5mol；
32g銅與150mL一定濃度的硝酸恰好完全反應(yīng)，溶液中的溶質(zhì)全部為Cu（NO₃）₂，
由氮原子守恒：n（HNO₃）=n（被還原HNO₃）+n（Cu（NO₃）₂）×2=0.5mol+

32g

64g?mol-1

×2=1.5mol，
則原硝酸溶液的濃度為：c（HNO₃）=

1.5mol

150ml×10-3L?mL-1

=10mol?L^-1；
（4）銅和硝酸反應(yīng)生成NO₂和NO混合氣體，紅棕色的NO₂和水反應(yīng)生成硝酸和無色的NO，化學(xué)方程式為：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，所以實驗過程中試管內(nèi)產(chǎn)生氣體現(xiàn)象為：氣體顏色逐漸變淺．
故答案為：
（1）3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
（2）0.25，1：1；
（3）10；
（4）氣體顏色逐漸變淺．

點評：本題考查硝酸的性質(zhì)及根據(jù)性質(zhì)進(jìn)行計算，硝酸具有強氧化性和酸性，可以和不活潑金屬如銅發(fā)生反應(yīng)，既表現(xiàn)酸性又表現(xiàn)強氧化性，計算時注意守恒法的應(yīng)用．