Question

4．已知：6.4克铜与适量的浓硝酸反应，当铜完全溶解后，共收集到NO和NO₂混合气体共2.24升（已折算为标准状况）．
求：（1）被还原的HNO₃的物质的量0.1mol；
（2）混合气体中NO1.12   L，NO₂1.12  L．

Answer 1

分析 （1）6.4克铜与适量的浓硝酸反应，当铜完全溶解后，产物是硝酸铜和一氧化氮、二氧化氮，根据原子守恒，还原的HNO₃的物质的量就等于生成的NO和NO₂的物质的量的和；
（2）根据电子转移守恒与混合气体总体积列方程计算各自物质的量，相同条件下气体体积之比等于其物质的量之比．

解答 解：（1）因HNO₃中+5价的N被还原成NO中的+2价和NO₂中的+4价，说明HNO₃中的N得到了电子，Cu是被氧化的，失去了电子，这个过程中，得失电子守恒，即HNO₃中N得到的电子=Cu失去的电子，产生的还原产物NO和NO₂总共2.24L（标况），所以产生的NO和NO₂总的物质的量是2.24/22.4=0.1mol，无论HNO₃和Cu反应生成NO也好，NO₂也好，总之，发生氧化还原反应的N元素是守恒的，HNO₃→NO，HNO₃→NO₂，是一一对应的（只看N元素守恒），还原的HNO₃的物质的量，就等于生成的NO和NO₂的物质的量的和为0.1mol，故答案为：0.1mol；
（2）6.4gCu的物质的量为$\frac{6.4g}{64g/mol}$=0.1mol，则转移电子为0.1mol×2=0.2mol，生成混合气体总物质的量为$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，
设NO₂、NO的物质的量分别为xmol、ymol，则：x+y=0.1，x+3y=0.2，解得x=0.05，y=0.05，故NO₂、NO的体积分别是：0.05mol×22.4L/mol=1.12L．
故答案为：1.12；1.12．

点评 本题考查混合物计算、氧化还原反应计算，侧重考查学生分析计算能力与解题方法技巧，注意理解掌握原子守恒与电子转移守恒在化学计算中应用．