Question

【题目】将32.64 g铜与140 mL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11.2 L。请回答：

（1）简要阐述上述产生混合气体的理由（用化学方程式回答）？

（2）NO、NO2的体积各为多少升？

（3）待产生的气体全部释放后，向溶液加入250 mL 5 mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为多少？

Answer 1

【答案】(1)Cu + 4HNO3 (浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O 3Cu + 8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O

(2)V(NO2)=5.376 L，V(NO)=5.824 L

（3）12.5 mol/L

【解析】32.64 g铜的物质的量为0.51mol，与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体，说明开始时，硝酸是浓硝酸，随着反应的进行，硝酸的浓度逐渐变小，硝酸的氧化性也逐渐减弱，所以硝酸在开始的一段时间内生成的是二氧化氮，后来就生成NO。混合气体在标准状况下的体积为11.2 L，求出气体的总物质的量为0.5mol。

（1）简产生混合气体的理由为Cu + 4HNO3 (浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O， 3Cu + 8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O。

（2）根据电子转移守恒可知：0.51molCu溶解后共失去0.51mol mol e-，n(NO)+n(NO2)=0.5mol，3n(NO)+n(NO2)=1.02mol，解之得 n(NO)=0.26 mol ，n(NO2)=0.24 mol ，所以V(NO2)=5.376 L，V(NO)=5.824 L 。

（3）待产生的气体全部释放后，向溶液加入250 mL 5 mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀，此时溶液中溶质为硝酸钠，可根据钠离子守恒求出n(NaNO3)=n(NaOH)=0.25，再根据N原子守恒求出n(HNO3)= n(NO)+n(NO2)+ n(NaNO3)=0.5mol+1.25mol=1.75mol，所以则原硝酸溶液的浓度c(HNO3)= =12.5 mol/L.