题目内容
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,可将方程式表示为:Cu+HNO3→Cu(NO3)2+NO↑+NO2↑+H2O (方程式未配平)
(1)硝酸在该反应中的作用是
(2)0.3mol Cu被硝酸完全溶解后,Cu失去的电子数是
(3)如果参加反应的Cu和HNO3的物质的量之比是3:10,写出并配平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,则方程式可能的配平系数有许多组.原因是
(1)硝酸在该反应中的作用是
氧化剂、酸
氧化剂、酸
,该反应的还原产物是NO、NO2
NO、NO2
.(2)0.3mol Cu被硝酸完全溶解后,Cu失去的电子数是
0.6NA
0.6NA
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0.9mol
0.9mol
,若用排水法收集这些气体,可得标准状况下的气体体积4.48L
4.48L
.(3)如果参加反应的Cu和HNO3的物质的量之比是3:10,写出并配平该反应的离子方程式
3Cu+10H++4NO3-→3Cu2++NO↑+3NO2↑+5H2O
3Cu+10H++4NO3-→3Cu2++NO↑+3NO2↑+5H2O
.(4)如果没有对该反应中的某些物质的比例作限定,则方程式可能的配平系数有许多组.原因是
该反应式含两种还原产物,两者的比例和氧化剂、还原剂的用量都可以发生变化
该反应式含两种还原产物,两者的比例和氧化剂、还原剂的用量都可以发生变化
.分析:(1)根据硝酸反应生成硝酸盐及硝酸中N元素的化合价变化来分析;
(2)根据Cu元素的化合价变化来分析失去电子数,利用电子守恒来计算作氧化剂的硝酸的物质的量,作酸性和作氧化剂的物质的量之和为参加反应的硝酸的物质的量,再根据NO不溶于水,3NO2+H2O═2HNO3+NO;
(3)根据电子守恒及质量守恒定律来并配平该反应的离子方程式;
(4)根据该反应中硝酸被还原,生成两种还原产物来分析.
(2)根据Cu元素的化合价变化来分析失去电子数,利用电子守恒来计算作氧化剂的硝酸的物质的量,作酸性和作氧化剂的物质的量之和为参加反应的硝酸的物质的量,再根据NO不溶于水,3NO2+H2O═2HNO3+NO;
(3)根据电子守恒及质量守恒定律来并配平该反应的离子方程式;
(4)根据该反应中硝酸被还原,生成两种还原产物来分析.
解答:解:(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,
故答案为:氧化剂、酸;NO、NO2;
(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,故答案为:0.6NA;0.9mol;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,
,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,
故答案为: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,故答案为:该反应式含两种还原产物,两者的比例和氧化剂、还原剂的用量都可以发生变化.
故答案为:氧化剂、酸;NO、NO2;
(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,故答案为:0.6NA;0.9mol;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,
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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,
故答案为: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,故答案为:该反应式含两种还原产物,两者的比例和氧化剂、还原剂的用量都可以发生变化.
点评:本题考查氧化还原反应,明确反应中元素的化合价变化来分析氧化还原反应是关键,并利用电子守恒、质量守恒定律等来进行相关计算即可解答,(4)是学生解答的难点.
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