Question

1．将57.6克的铜投入200毫升的硝酸溶液中恰好反应完全，产生标准状况下的NO₂、NO共1.4mol．
（1）写出刚开始反应的化学方程式Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O
（2）求硝酸的浓度1.6mol•L^-1
（3）将生成的气体收集在大试管中，然后倒扣在水中，写出二氧化氮与水反应的化学方程式3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，若反应完全，则最后试管中NO的物质的量0.6mol．若往试管中通入氧气让液体充满试管问通入氧气的物质的量0.45mol．

Answer 1

分析 （1）Cu和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，和稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水；
（2）n（Cu）=$\frac{57.6g}{64g/mol}$=0.9mol，Cu和硝酸恰好完全反应生成NO₂、NO，生成物还有Cu（NO₃）₂，根据N原子守恒计算硝酸的物质的量，再根据c=$\frac{n}{V}$计算硝酸物质的量浓度；
（3）二氧化氮和水反应生成硝酸和NO，则相当于原来的硝酸和Cu反应生成NO和硝酸铜，根据转移电子守恒计算NO物质的量；通入氧气后，氧气和NO反应生成二氧化氮、二氧化氮和水反应生成硝酸和NO，所以得到二氧化氮、水和氧气反应生成硝酸，根据转移电子守恒计算消耗氧气的物质的量．

解答 解：（1）Cu和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水，和稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，开始时硝酸浓度较大，所以生成二氧化氮，则开始时反应方程式为Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，故答案为：Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
（2）n（Cu）=$\frac{57.6g}{64g/mol}$=0.9mol，Cu和硝酸恰好完全反应生成NO₂、NO，生成物还有Cu（NO₃）₂，根据N原子守恒得n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]+n（NOx）=2×0.9mol+1.4mol=3.2mol，c（HNO₃）=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.32mol}{0.2L}$=1.6mol/L，
故答案为：1.6；
（3）二氧化氮和水反应生成硝酸和NO，反应方程式为3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO，则相当于原来的硝酸和Cu反应生成NO和硝酸铜，根据转移电子守恒计算n（NO）=$\frac{0.9mol×2}{3}$=0.6mol；通入氧气后，氧气和NO反应生成二氧化氮、二氧化氮和水反应生成硝酸和NO，所以得到二氧化氮、水和氧气反应生成硝酸，根据转移电子守恒计算消耗n（O₂）=$\frac{0.6mol×3}{4}$=0.45mol，
故答案为：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO；0.6；0.45．

点评 本题以Cu和硝酸反应为载体考查氧化还原反应有关计算，侧重考查学生分析计算能力，明确各个物理量之间的关系是解本题关键，注意原子守恒、转移电子守恒的灵活运用，易错点是（3）NO的物质的量计算．