Question

向38.4g铜片中加入某浓度的硝酸150mL，在加热条件下反应，待铜片全部溶解后，收集到气体22.4L（标准状况下），求：
（1）NO、NO₂的体积各为多少？
（2）待反应产生的气体完全释放后，向溶液中加入V ml a mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度是多少？
（3）欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO₃，至少需要30%的双氧水多少克？

Answer 1

n（Cu）=

38.4g

64g/mol

=0.6mol，n（气体）=

22.4L

22.4L/mol

=1mol，
（1）令混合气体中NO和NO₂物质的量分别为xmol、ymol，则

x+y=1 3x+y=0.6×2

，解得x=0.2，y=0.8，
则NO的体积为0.2mol×22.4mol/L=4.48L，NO₂的体积为0.8mol×22.4L/mol=17.92L，
答：NO、NO₂的体积各为4.48L、17.92L；
（2）向反应后溶液中加入NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，此时溶液中溶质为NaNO₃，由钠离子守恒n（NaNO₃）=n（NaOH）=V×0.001L×amol/L=Va×10^-3mol，根据氮原子守恒可知n（HNO₃）=n（NaNO₃）+n（NO₂+NO）=Va×10^-3mol+1mol，故原有硝酸的物质的量浓度为

Va×10-3mol+1mol

0.15L

=

0.1Va+100

15

mol/L，
答：原硝酸溶液的浓度是

0.1Va+100

15

mol/L；
（3）设需过氧化氢xmol，由电子守恒可知0.6mol×2=xmol×2×（2-1），解得x=0.6mol，其质量为0.6mol×34g/mol=20.4g，则需要30%的双氧水为

20.4g

30%

=68g，
答：需要30%的双氧水68g．