Question

【题目】铜既能与稀硝酸反应，也能与浓硝酸反应，当铜与一定浓度硝酸反应时，可将化学方程式表示为：Cu+HNO3→Cu(NO3)2+NO↑+NO2↑+H2O（未配平，不考虑2NO2N2O4)

完成下列填空：

（1）硝酸在该反应中的作用是_________，该反应的还原产物是_______。

（2）0.3molCu被硝酸完全溶解后，Cu失去的电子数是____个，如果得到的NO和NO2物质的量相同，则参加反应的硝酸的物质的量是______，若用排水法收集这些气体，可得标准状况下的气体______L。

（3）如果参加反应的Cu和HNO3的物质的量之比是3:10，写出该反应的离子方程式________。

（4）如果没有对该反应中的某些物质的比例作限定，则化学方程式可能的配平系数有许多组。原因是_______________________。

Answer 1

【答案】 氧化剂、酸 NO、NO2 0.6NA 0.9NA 4.48 3Cu+10H++4NO3-=3Cu2++NO↑+3NO2↑+5H2O 改反应生成两种还原产物，两者的比例和氧化剂、还原剂的用量都可以发生变化

【解析】（1）在该反应中硝酸反应生成硝酸盐，且硝酸中N元素的化合价降低，则作氧化剂，硝酸在反应中被还原，则对应的产物NO、NO2为还原产物；
（2）该反应中Cu元素由0价升高到+2价，则失去的电子为0.3mol×（2-0）×NAmol-1=0.6NA个，设NO的物质的量为n，得到的NO和NO2物质的量相同，由电子守恒可知，0.3mol×2=n×（5-2）+n×（5-4），解得n=0.15mol，则N原子守恒可知作氧化剂的硝酸为0.15mol+0.15mol=0.3mol，由Cu（NO3）2可知，作酸性的硝酸为0.3mol×2=0.6mol，则参加反应的硝酸的物质的量是0.3mol+0.6mol=0.9mol，由3NO2+H2O═2HNO3+NO可知，0.15molNO2与水反应生成0.05molNO，则用排水法收集这些气体，最后气体为NO，其物质的量为0.15mol+0.05mol=0.2mol，在标准状况下，气体的体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L；
（3）Cu+HNO3→Cu（NO3）2+NO↑+NO2↑+H2O中，参加反应的Cu和HNO3的物质的量之比是3：10，则3Cu+10HNO3→3Cu（NO3）2+xNO↑+yNO2↑+5H2O，
由电子守恒及N原子守恒可得，3x+y=6、x+y=4，解得x=1，y=3，则配平的化学反应为3Cu+10HNO3═3Cu（NO3）2+NO↑+3NO2↑+5H2O，单质、气体、水在离子方程式中保留化学式，其离子反应为3Cu+10H++4NO3-→3Cu2++NO↑+3NO2↑+5H2O；
（4）该反应中硝酸被还原，生成两种还原产物，两者的比例和氧化剂、还原剂的用量都可以发生变化，则方程式可能的配平系数有许多组。