Question

将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO₂混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答：

(1)NO的体积为__________L，NO₂的体积为__________L。

(2)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol·L^-1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为__________mol·L^-1。

(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO₃，至少需要30%的双氧水__________g。

Answer 1

解析:(1)设混合气体中NO的物质的量为x，NO₂的物质的量为y。可得：

x+y=0.5 mol(根据气体的总体积为11.2 L)

3x+y=0.51 mol×2(根据“得、失电子数相等”，左边为N得电子数，右边为Cu失电子数)

解方程组得x=0.26 mol，y=0.24 mol。

所以NO的体积为0.26 mol×22.4 L· mol^-1=5.8 L；NO₂的体积为11.2 L-5.8 L=5.4 L。

(2)根据质量守恒定律考虑。HNO₃在反应中要么变成气体，要么以的形式留在溶液中。

容易算出变成气体的HNO₃的物质的量为0.5 mol；

    加入NaOH溶液至正好使溶液中的Cu²⁺全部转化为沉淀，则溶液中只有NaNO₃，其物质的量为10^-3aV mol，也就是以形式留在溶液中的HNO₃的物质的量为10^-3aV mol。

所以，HNO₃的浓度为。

(3)NO、NO₂变成NaNO₃失去的电子总数需等于Cu与HNO₃反应时失去电子的总数0.51 mol×2=1.02 mol。

    需要用作氧化剂的H₂O₂的物质的量为0.51 mol，也就是需要30％H₂O₂溶液的质量为：

答案:(1)5.8  5.4  (2)(aV·10^-3+0.5)/0.14  (3)57.8