Question

11．将1.92g铜置入一定量的浓硝酸中，恰好完全反应，共收集到1.12L气体（标准状况），求：
（1）上述过程中，有关反应的离子方程式为Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O、3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（2）反应中的HNO₃的物质的量是0.11mol．
（3）将收集上述气体的容器倒扣在盛有水的水槽中，待气体体积不变后向其中缓慢通入O₂，使其充分反应，若要使水恰好充满容器，理论上需要参加反应的O₂的物质的量是0.015摩尔．

Answer 1

分析 （1）随反应进行，浓硝酸变为稀硝酸，发生反应：Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O、3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（2）反应中HNO₃起氧化剂、酸性作用，其氧化剂的硝酸反应得到NO₂、NO，根据铜原子守恒计算Cu（NO₃）₂，根据N原子守恒计算反应的HNO₃；
（3）收集上述气体的容器倒扣在盛有水的水槽中，二氧化氮反应反应生成硝酸与NO，剩余气体为NO，Cu原子失去电子等于生成剩余NO获得电子，待气体体积不变后向其中缓慢通入O₂，又转化得到硝酸，纵观整个过程，Cu原子失去电子等于氧气获得电子．

解答 解：（1）随反应进行，浓硝酸变为稀硝酸，发生反应：Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O、3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，反应离子方程式为：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O、3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案为：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O、3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）反应中HNO₃起氧化剂、酸性作用，其氧化剂的硝酸反应得到NO₂、NO，气体气体总物质的量为$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，Cu的物质的量为$\frac{1.92g}{64g/mol}$=0.03mol，根据铜原子守恒n[Cu（NO₃）₂]=n（Cu）=0.03mol，根据N原子守恒，反应的HNO₃为0.05mol+0.03mol×2=0.11mol，
故答案为：0.11；
（3）收集上述气体的容器倒扣在盛有水的水槽中，二氧化氮反应反应生成硝酸与NO，剩余气体为NO，Cu原子失去电子等于生成剩余NO获得电子，待气体体积不变后向其中缓慢通入O₂，又转化得到硝酸，纵观整个过程，Cu原子失去电子等于氧气获得电子，根据电子转移守恒，可知需要氧气物质的量为$\frac{0.03mol×2}{4}$=0.015mol，
故答案为：0.015．

点评 本题考查根据方程式及氧化还原反应的有关计算，难度中等，注意根据原子守恒、电子转移守恒进行的计算，注意（3）中利用方程式进行计算，比较麻烦，为易错点、难点．