Question

【题目】一定量的浓硝酸与44.8g的铜反应，铜片完全溶解后收集到标况下混合气体NO和NO2的体积为22.4L，不考虑NO2与N2O4的相互转化，试计算下列相关问题：（要求写出计算过程）
（1）消耗的硝酸物质的量．
（2）混合气体中NO2、NO的体积．
（3）相同条件下，上述反应生成的NO2、NO分别被水恰好吸收时所需的O2体积比．

Answer 1

【答案】
（1）解：发生反应为：Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O，3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

n（Cu）= =0.7mol，n（气体）= =1mol，参加反应的硝酸的物质的量为2n（Cu）+n（气体）=2×0.7mol+1 mol=2.4mol，

答：参加反应的硝酸的物质的量是2.4mol

（2）解：设NO2和NO分别为xmol、ymol，

则x+y=1→①，根据化合价升降守恒知同元素化合价的升高=氮元素的化合价降低，3x+y=0.7×2→②，

解得x=1=0.2mol，y=0.8mol，

所以V（NO）=0.2mol×22.4L/mol=4.48L；=V（NO2）=0.8mol×22.4L/mol=17.92L，

答：混合气体中V（NO）=4.48L；=V（NO2）=17.92L

（3）解：根据整个过程分析，要计算上述反应生成的NO2、NO分别被水恰好吸收时所需的O2体积比，则氧气化合价的降低等于氮元素化合价升高，故NO需氧气的体积= =3.36L，NO2需氧气的体积= =4.48L．

答：上述反应生成的NO2、NO分别被水恰好吸收时所需的O2体积比=4.48：3.36=28：21．

【解析】发生反应为：Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O，3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，n（Cu）= =0.7mol，结合原子守恒、化合价升降守恒及反应计算．