Question

7．将3.2g铜片投入到一定量的浓HNO₃中，当收集到1.792L的气体（已换算为标准状况）时，金属铜恰好全部溶解．（相对原子质量：Cu：64）
求：（1）反应中消耗HNO₃的物质的量是多少？
（2）被还原的HNO₃的物质的量是多少？
（3）转移电子的物质的量是多少？

Answer 1

分析 n（Cu）=$\frac{3.2g}{64g/mol}$=0.05mol，收集得到气体物质的量=$\frac{1.792L}{22.4L/mol}$=0.08mol，根据转移电子守恒，如果生成的是NO，则n（NO）=$\frac{0.05mol×2}{3}$=0.033mol，如果生成二氧化氮，其物质的量=$\frac{0.05mol×2}{1}$=0.1mol，0.033mol＜0.08mol＜0.1mol，所以生成的气体是二氧化氮、NO的混合物；
（1）参加反应的硝酸包含生成氮氧化物、生成硝酸铜的物质的量，所以消耗n（HNO₃）=$\frac{1}{2}$n[Cu（NO₃）₂]+n（NOx）=$\frac{1}{2}$n（Cu）+n（NOx）；
（2）被还原的硝酸生成氮氧化物，根据N原子守恒计算被还原硝酸物质的量；
（3）该反应中Cu失电子、硝酸得电子，可以根据Cu计算转移电子物质的量．

解答 解：n（Cu）=$\frac{3.2g}{64g/mol}$=0.05mol，收集得到气体物质的量=$\frac{1.792L}{22.4L/mol}$=0.08mol，根据转移电子守恒，如果生成的是NO，则n（NO）=$\frac{0.05mol×2}{3}$=0.033mol，如果生成二氧化氮，其物质的量=$\frac{0.05mol×2}{1}$=0.1mol，0.033mol＜0.08mol＜0.1mol，所以生成的气体是二氧化氮、NO的混合物；
（1）参加反应的硝酸包含生成氮氧化物、生成硝酸铜的物质的量，所以消耗n（HNO₃）=$\frac{1}{2}$n[Cu（NO₃）₂]+n（NOx）=$\frac{1}{2}$n（Cu）+n（NOx）=$\frac{1}{2}$×0.05mol+0.08mol=0.105mol，
答：反应中消耗HNO₃的物质的量是0.105mol；
（2）被还原的硝酸生成氮氧化物，根据N原子守恒计算被还原硝酸物质的量=n（NOx）=0.08mol，
答：被还原硝酸的物质的量为0.08mol；
（3）该反应中Cu失电子、硝酸得电子，可以根据Cu计算转移电子物质的量=0.05mol×2=0.1mol，
答：转移电子的物质的量是0.1mol．

点评 本题考查氧化还原反应有关计算，为高频考点，明确各个物理量之间关系是解本题关键，利用原子守恒、转移电子守恒解答，题目难度不大．