题目内容
将128 g铜置入一定量的浓硝酸中,并微热,随着铜的不断减少,反应生成的气体颜色逐渐变浅,当铜反应完毕时(铜片完全消失),共收集到NO2和NO的混合气体44.8 L气体(标准状况),求:
(1)写出上述过程中,有关反应的化学方程式(4分)。
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(2)完成该反应至少需要量取10 mol/L的浓硝酸_________mL(4分)。
(3)求混合气体中NO2、NO的体积(6分,请写出计算步骤)。
(4)将收集上述气体的容器倒扣在盛有水的水槽中,并向其中缓慢通入O2,使其充分反应,若要使水恰好充满容器,求理论上需要参加反应的O2的物质的量(4分,请写出计算步骤)。
(1)Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O
3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O
(2)根据N元素守恒,HNO3被还原后生成NO2、NO,混合气体中
Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O
4 2
n(浓HNO3)=2 mol 1 mol
3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O
8 2
n(稀HNO3)=4 mol 1 mol
故 n(HNO3) =6 mol
V (HNO3) = n(HNO3) / c(HNO3) = 6 mol / (10 mol/L) = 0.6 L = 600 mL
(3)设混合气中n(NO2)=x n(NO)=y ,则x+y=44.8 L/ 22.4 L / mol = 2 mol-----①(2分)
根据反应方程式
Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O
1 2
0.5x x ks5u
3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O
3 2
1.5y y
0.5x + 1.5y =128 g / (64 g/mol) = 2 mol----②(2分)
联立方程式得 x=1mol y=1mol (1分)
所以V(NO2)= 1 mol ×22.4 L /mol=22.4L V(NO)= 1 mol ×22.4 L /mol=22.4L (1分)
(4)根据电子守恒,可得:
2Cu —— O2 (2分)ks5u
128 1
128g n(O2)=1 mol (2分)