Question

【题目】硝酸铜是重要的化工原料，以下三种方法均可得到硝酸铜．
已知：2NO2+2NaOH→NaNO3+NaNO2+H2O
NO+NO2+2NaOH→2NaNO2+H2O
（以下涉及到的气体体积均为标准状况下数据）：
（1）甲组用a克Cu粉，在加热的条件下，与空气充分反应，然后将生成的CuO全部溶于VmL稀硝酸中，制得硝酸铜溶液，则所需稀硝酸的浓度至少为mol/L，需要质量分数为w%，密度为ρg/cm3的浓硝酸mL（均用最简分式表示）．
（2）乙组用b克Cu粉，全部溶于过量的稀硝酸中，溶液质量增重克，将生成的气体通入足量NaOH溶液中并同时通入氧气的体积至少L才能使生成的气体吸收完全（均用最简分式表示）．
（3）丙组取某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成两份．向其中一份中逐渐加入铜粉，最多能溶解9.6g．向另一份中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示（已知硝酸只被还原为NO气体）．列式计算原混合酸中硝酸的物质的量是多少？硫酸的物质的量浓度多少？

Answer 1

【答案】
（1）；
（2）；
（3）解：由图象可知，由于铁过量，OA段发生反应为：Fe+NO3﹣+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，AB段发生反应为：Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC段发生反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑．

OA段发生反应为：Fe+NO3﹣+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，硝酸全部起氧化剂作用，OA段消耗Fe为5.6g，所以n（NO3﹣）=n（Fe）= =0.1mol，原混合物中硝酸物质的量为0.1mol×2=0.2mol；

最终消耗Fe为14g，此时溶液中溶质为 FeSO4，则n（ FeSO4）=n（Fe）= =0.25mol，由硫酸根守恒n（H2SO4）=n（ FeSO4）=0.25mol，则c（H2SO4）= =2.5mol/L，

答：原混合酸中硝酸的物质的量是0.2mol，硫酸的浓度为2.5mol/L．

【解析】解：（1）由Cu原子、硝酸根离子守恒可知n（HNO3）=2n[Cu（NO3）2]=2n（Cu）=2× = mol，则硝酸浓度为 = mol/L；根据c= 可知，浓硝酸的物质的量浓度为 mol/L= mol/L，需要浓硝酸的体积为 = L= mL，所以答案是： ； ；（2）设溶液质量增重为m，则：
3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O 溶液质量增重
192 192﹣60=132
bg m
所以m= g= g，
Cu的物质的量为 = mol，根据电子转移守恒，生成NO物质的量为 = mol，将NO通入NaOH溶液，同时通入氧气，气体被完全吸收，发生反应NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O时需要氧气最少，则NO2的物质的量为 mol× = mol，由2NO+O2=2NO2可知，需要通入氧气为 mol× ×22.4L/mol= L，
所以答案是： ； ；