题目内容

将16g铜置于100 mL浓硝酸中,反应过程中随着硝酸浓度的降低,生成气体的颜色由红棕色逐渐变淡,充分反应后,共收集到6.72 L(标准状况下)含两种氮氧化物的混合气体,且溶液中无固体剩余.向所得溶液中加入5mol/L NaOH溶液至沉淀完全,共消耗NaOH溶液180mL.计算:
(1)所得混合气体的成分有
 
(填写分子式).
(2)将这些气体与O2混合后通入水中,若所有气体完全被水吸收生成硝酸,则需要的O2体积为
 
 L(标准状况下).
(3)硝酸的物质的量浓度是多少?(写出计算过程)
考点:化学方程式的有关计算
专题:计算题
分析:(1)随反应进行浓度变稀,浓硝酸变稀硝酸,铜与浓硝酸反应生成二氧化氮,和稀硝酸反应生成一氧化氮;
(2)根据始态和终态分析,气体与O2混合后通入水中,若所有气体完全被水吸收生成硝酸,实质上就是铜失电子给氧气,因为氮元素在反应前后都是+5价;
(3)溶液中加入NaOH溶液,最终生成NaNO3 ,据N原子守恒解答.
解答: 解:(1)随反应进行浓度变稀,浓硝酸变稀硝酸,铜与浓硝酸反应生成二氧化氮,和稀硝酸反应生成一氧化氮,故答案为:NO、NO2
(2)根据始态和终态分析,气体与O2混合后通入水中,若所有气体完全被水吸收生成硝酸,实质上就是铜失电子给氧气,因为氮元素在反应前后都是+5价,根据反应:2Cu+O2=2CuO,n(O2)=
1
2
n(Cu)=2×0.25mol=0.5mol,所以v(O2)=0.5mol×22.4L/mol=11.2L,故答案为:11.2;
(3)溶液中加入NaOH溶液,最终生成NaNO3 ,据N原子守恒:100mLHNO3的物质的量为:
6.72
22.4
+5×0.18=1.2mol,所以硝酸的物质的量浓度为:c(HNO3)=
1.2mol
0.1L
=12mol.L-1,答:硝酸的物质的量浓度是12mol.L-1
点评:本题考查金属与浓度硝酸反应的相关知识,学生要学会用始态和终态综合分析来解决实际问题,有一定的难度.
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