Question

1．将32.64g铜与140mL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11.2L．
计算：（1）产生的NO、NO₂的物质的量各为多少？
（2）待气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol•L^-1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化为沉淀，则原硝酸溶液的浓度为多少？

Answer 1

分析 （1）n（Cu）=$\frac{32.64g}{64g/mol}$=0.51mol，氮氧化物的物质的量=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，根据得失电子守恒计算二者的物质的量；
（2）根据N原子守恒计算作氧化剂的硝酸的物质的量，根据硝酸钠的化学式计算起酸作用的硝酸，再根据物质的量浓度公式计算硝酸的物质的量浓度．

解答 解：（1）32.64g铜的物质的量为$\frac{32.64g}{64g/mol}$=0.51mol，在反应中失去的电子的物质的量为2×0.51mol=1.02mol，11.2L混合气体的物质的量为$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，令NO和NO₂的物质的量分别为xmol、ymol，则：$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.5}\\{3x+y=1.02}\end{array}\right.$，
解得x=0.26、y=0.24，
答：NO的物质的量为0.26mol，NO₂的物质的量为0.24mol；
（2）将铜离子完全转化为硝酸钠时，根据钠原子守恒得n（NaOH）=n（NaNO₃）=0.001aVmol，根据硝酸根离子守恒得起酸作用的硝酸的物质的量=0.001aVmol，根据N原子守恒作氧化剂的硝酸的物质的量=0.5mol，所以硝酸的物质的量浓度=$\frac{0.5mol+0.001aVmol}{0.14L}$=$\frac{50+0.1aV}{14}$mol/L，
答：原硝酸溶液的浓度$\frac{50+0.1aV}{14}$mol/L．

点评 本题以硝酸为载体考查了氧化还原反应的计算，根据氧化还原反应中得失电子进行解答即可，注意守恒思想的运用，注意（2）中不能根据铜计算消耗硝酸的物质的量，铜和硝酸反应时，硝酸可能有剩余，为易错点．