Question

1．将2.56g金属铜投入到一定物质的量浓度的浓硝酸中，生成气体颜色越来越浅，当恰好完全反应时，共收集到标准状况下896mL气体．
（1）写出可能发生反应的化学方程式Cu+4HNO₃═Cu（NO₃）₂+NO₂↑+2H₂O、3Cu+8HNO₃═Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
（2）计算参加反应的硝酸的物质的量是多少？
（3）将盛有生成气体的容器倒扣在水槽中，通入标准状况下一定体积的O₂，恰好使气体完全溶于水．则通入O₂的体积为多少？

Answer 1

分析 （1）随着反应的进行，硝酸的物质的量浓度降低，反应生成的气体颜色也变浅，发生Cu+4HNO₃═Cu（NO₃）₂+NO₂↑+2H₂O、3Cu+8HNO₃═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（2）由于反应前后铜原子守恒，所以硝酸铜的物质的量即为铜的物质的量；
（3）根据铜的量计算转移电子的物质的量，以此可计算消耗氧气的物质的量，进而计算体积．

解答 解：（1）随着反应的进行，硝酸的物质的量浓度降低，反应生成的气体颜色也变浅，先发生Cu+4HNO₃═Cu（NO₃）₂+NO₂↑+2H₂O，后发生3Cu+8HNO₃═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
故答案为：Cu+4HNO₃═Cu（NO₃）₂+NO₂↑+2H₂O、3Cu+8HNO₃═Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（2）n（NO₂）+n（NO）=$\frac{896×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$=0.04mol，
即被还原的硝酸的物质的量为0.04mol，
n（Cu）=$\frac{2.56g}{64g/mol}$=0.04mol，则生成n（Cu（NO₃）₂）=0.04mol，
可知表现酸性的硝酸的物质的量为0.04mol×2=0.08mol，
则：参加反应的硝酸的物质的量为：0.04mol+0.08mol=0.12mol，
答：参加反应的硝酸的物质的量是0.12mol；
（3）n（Cu）=$\frac{2.56g}{64g/mol}$=0.04mol，转移0.08mol电子，将盛有生成气体的容器倒扣在水槽中，通入标准状况下一定体积的O₂，气体生成硝酸，
由HNO₃$\stackrel{Cu}{→}$（NO₂、NO）$\stackrel{O_{2}}{→}$HNO₃可知，反应消耗氧气的物质的量为$\frac{0.08mol}{4}$=0.02mol，则体积为0.02mol×22.4L/mol=0.448L=448mL，
答；通入O₂的体积为448mL．

点评 本题考查氧化还原反应的计算，为高频考点，把握反应中元素的化合价变化为解答的关键，侧重分析、计算及应用能力的考查，注意电子守恒、原子守恒的应用，题目难度不大．