Question

7．将一定量的铜粉加入到100mL某浓度的稀硝酸中，充分反应后，容器中剩有m₁g铜粉，此时共收集到NO气体a mL（标准状况）．然后向上述混合物中加入足量稀硫酸至不再反应为止，容器中仍剩有铜粉m₂g，则（m₁-m₂）为（　　）

• A． $\frac{9a}{700}$
• B． $\frac{3a}{700}$
• C． 0
• D． 缺少条件，无法计算

Answer 1

分析 铜粉加入到100mL某浓度的稀硝酸中，充分反应后，容器中剩有m₁g铜粉，生成Cu（NO₃）₂和NO气体，根据电子转移守恒计算参加反应的铜的物质的量，再根据铜元素守恒计算溶液中n[Cu（NO₃）₂]，再向溶液中足量稀硫酸至不再反应为止，容器剩有铜粉m₂g，Cu（NO₃）₂中NO₃^-发生反应3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，（m₁-m₂）为与溶液中NO₃^-反应的铜的质量．

解答 解：铜粉加入到100mL某浓度的稀硝酸中，充分反应后，容器中剩有m₁g铜粉，生成Cu（NO₃）₂和NO气体，NO的物质的量为$\frac{a×10{\;}^{-3}L}{22.4L/mol}$=$\frac{a}{22400}$mol，根据电子转移守恒可知，参加反应的铜的物质的量为$\frac{\frac{a}{22400}×（5-2）}{2}$=$\frac{3a}{44800}$mol，根据铜元素守恒可知，溶液中n[Cu（NO₃）₂]=$\frac{3a}{44800}$mol，溶液中n（NO₃^-）=$\frac{3a}{44800}$mol×2=$\frac{3a}{22400}$mol．再向溶液中足量稀硫酸至不再反应为止，Cu（NO₃）₂中NO₃^-发生反应3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，容器剩有铜粉m₂g，（m₁-m₂）为与溶液中NO₃^-反应的铜的质量，令再次反应的铜的物质的量为xmol，则：
3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O
3         2
xmol     $\frac{3a}{22400}$mol
所以x=$\frac{9a}{44800}$mol
所以再次反应的铜的质量为$\frac{9a}{44800}$mol×64g/mol=$\frac{9a}{700}$g，即（m₁-m₂）=$\frac{9a}{700}$g．
故选：A．

点评 本题考查氧化还原反应的计算，难度中等，判断（m₁-m₂）为反应后溶液中与NO₃^-反应的铜的质量，注意根据电子转移守恒、元素守恒计算，如根据方程式计算，相对比较麻烦．