Question

32 g铜和一定量浓硝酸反应，当铜完全溶解时，产生的气体在标准状况下的体积为11.2 L（N₂O₄的存在忽略不计）。

（1）计算反应中消耗硝酸的物质的量。

（2）通过计算确定气体中各成分的体积。

Answer 1

（1）1.5  mol  (2)V(NO)=5.6 L  V(NO₂)=5.6 L

解析：(1)不论11.2 L气体为NO或NO₂，还是NO和NO₂的混合气体，物质的量n(NO_x)=11.2 L÷22.4 L·mol^-1=0.5 mol

由N元素守恒可得：

n(HNO₃)=2n［Cu(NO₃)₂］+n(NO_x)=2n(Cu)+n(NO_x)=2×32 g÷64 g·mol^-1+0.5 mol=1.5 mol。

（2）设NO的物质的量为x

解法一：由得失电子守恒可得：

32 g÷64 g·mol^-1×2=x×3+(0.5 mol-x)×1

解得：x=0.25 mol,则V（NO）=0.25 mol×22.4 L·mol^-1=5.6 L,V(NO₂)=11.2 L-5.6 L=5.6 L。

解法二：由方程式可得如下关系式：Cu—2NO₂,3Cu—2NO。由Cu守恒得：（0.5 mol-x）÷2+3x÷2=32 g÷64 g·mol^-1解得x=0.25 mol,则V(NO)=0.25 mol×22.4 L·mol^-1=5.6 L,V(NO₂)=11.2 L-5.6 L=5.6 L。