Question

將24g銅與100mL一定濃度的硝酸反應，銅完全溶解產生的氣體在標準狀況下體積為11.2L．請回答：
（1）產生的氣體是

 

，體積為

 

．
（2）待產生的氣體全部釋放后，向溶液加入V mL a mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部轉化成沉淀，則原硝酸溶液的濃度為

 

mol/L．

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算

專題：計算題

分析：（1）Cu與硝酸反應生成的氣體為NO、NO₂或二者混合物，根據(jù)電子轉移守恒計氣體中N元素的平均化合價，判斷氣體成分，若為NO、NO₂混合物，根據(jù)電子轉移守恒及二者體積列方程計算；
（2）向反應后溶液中加入NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部轉化成沉淀，此時溶液中溶質為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），再根據(jù)c=

n

V

計算．

解答： 解：（1）Cu與硝酸反應生成的氣體為NO、NO₂或二者混合物，24gCu的物質的量=

24g

64g/mol

=0.375mol，氣體的物質的量=

11.2L

22.4L/mol

=0.5mol，令氣體中N元素的平均化合價為a，根據(jù)電子轉移守恒：0.375mol×2=0.5mol×（5-a），解得a=3.5，平均化合價大于3，而小于4，故氣體為NO、NO₂混合物，NO、NO₂的物質的量分別為xmol、ymol，則：

x+y=0.5 3x+y=0.375×2

，解得x=0.125 y=0.375，
故NO的體積=0.125mol×22.4L/mol=2.8L，
NO₂的體積=11.2L-2.8L=8.4L，
故答案為：NO、NO₂；V（NO）=2.8L、V（NO₂）=8.4L；
（2）向反應后溶液中加入NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部轉化成沉淀，此時溶液中溶質為NaNO₃，由鈉離子守恒n（NaNO₃）=n（NaOH）=VL×amol/L=aV mol，根據(jù)氮原子守恒可知n（HNO₃）=n（NaNO₃）+n（NO₂+NO）=aV mol+0.5mol，故原硝酸溶液的物質的量濃度為

aVmol+0.5mol

0.1L

=（10aV+5）mol/L，
故答案為：（10aV+5）．

點評：本題考查硝酸的性質、化學方程式計算，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，難度中等，（1）中也可以用極限法進行判斷，（2）注意利用原子守恒進行的計算．