Question

10．1.92g铜和一定量的浓HNO₃反应，随着铜的不断减少，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜反应完毕时，共收集到气体1.12L（标准状况）．求：
（1）反应消耗的HNO₃的物质的量．
（2）反应生成的气体水洗后剩余多少体积？

Answer 1

分析 n（Cu）=$\frac{1.92g}{64g/mol}$=0.03mol，收集的气体是氮氧化物，n（NOx）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，
（1）该反应中硝酸有两个作用，一个起酸作用，一个作氧化剂，根据N原子守恒得消耗n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]+n（NOx）；
（2）将混合气体水洗后，发生反应3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，硝酸转化为NO₂、NO₂转化为硝酸时，N元素化合价不变，NO和水不反应，所以整个过程中根据转移电子相等知，Cu失去电子数等于最终得到NO转移电子数，据此分析解答．

解答 解：n（Cu）=$\frac{1.92g}{64g/mol}$=0.03mol，收集的气体是氮氧化物，n（NOx）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，
（1）该反应中硝酸有两个作用，一个起酸作用，一个作氧化剂，根据N原子守恒得消耗n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]+n（NOx）=2×0.03mol+0.05mol=0.11mol，
答：反应消耗的HNO₃的物质的量是0.11mol；
（2）将混合气体水洗后，发生反应3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，硝酸转化为NO₂、NO₂转化为硝酸时，N元素化合价不变，NO和水不反应，所以整个过程中根据转移电子相等知，Cu失去电子数等于最终得到NO转移电子数，设生成最终得到NO物质的量为xmol，（5-2）xmol=0.03mol×2，x=0.02mol，则V（NO）=0.02mol×22.4L/mol=0.448L，
答：反应生成的气体水洗后剩余体积为0.448 L．

点评 本题考查氧化还原反应的有关计算，侧重考查学生分析计算能力，正确分析反应过程是解本题关键，利用原子守恒、转移电子守恒解答即可，题目难度中等．