Question

1．在浓硝酸中放入铜片：
（1）开始反应的化学方程式为Cu+4HNO₃（浓）═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O．
（2）若铜有剩余，则反应将要结束时的反应化学方程式是3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O．
（3）待反应停止后，再加入少量25%的稀硫酸，这时铜片上又有气泡产生，其原因是H₂SO₄提供H⁺，NO₃^-继续与Cu发生反应．
（4）若将12.8g铜跟一定量的浓硝酸反应，铜消耗完时，共产生气体5.6L（标准状况），则所消耗的硝酸的物质的量是0.65 mol，所得气体的平均相对分子质量为41.2．

Answer 1

分析 （1）铜与浓硝酸反应生成二氧化氮和水、硝酸铜；
（2）随着反应进行，硝酸浓度降低变为稀硝酸，稀硝酸与铜反应生成硝酸铜和一氧化氮、水；
（3）硝酸根离子在酸性环境下具有强的氧化性，能够继续氧化铜；
（4）铜和硝酸反应生成硝酸铜与氮的氧化物（NO或NO₂或NO、NO₂的混合物），反应中硝酸其氧化剂、酸性作用，起氧化剂作用的硝酸生成氮的氧化物，起酸性作用的硝酸生成Cu（NO₃）₂，根据氮原子守恒：2n[Cu（NO₃）₂]+n（NO、NO₂），据此计算消耗硝酸的物质的量；
依据氧化剂与得到的电子数与还原剂失去的电子数相等计算二氧化氮和一氧化氮的物质的量进而求其相对分子质量．

解答 解：（1）铜与浓硝酸反应生成二氧化氮和水、硝酸铜，化学方程式：Cu+4HNO₃（浓）═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
故答案为：Cu+4HNO₃（浓）═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
（2）随着反应进行，硝酸浓度降低变为稀硝酸，稀硝酸与铜反应生成硝酸铜和一氧化氮、水，方程式：3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
故答案为：3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（3）硝酸根离子在酸性环境下具有强的氧化性，能够继续氧化铜，
故答案为：H₂SO₄提供H⁺，NO₃^-继续与Cu发生反应；
（4）12.8gCu的物质的量=$\frac{12.8g}{64g/mol}$=0.2mol，气体的物质的量=$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，
根据氮原子守恒，n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]+n（NO、NO₂）=2×0.2mol+0.25mol=0.65mol；
Cu跟一定量的浓硝酸反应首先生成二氧化氮，随着反应的进行，硝酸的浓度变稀，反应生成一氧化氮，依据氧化还原反应的规律可知铜失去的电子总数等于硝酸得到的电子总数，设生成的二氧化氮的物质的量xmol，生成的一氧化氮的物质的量为ymol，
依据氮原子个数守恒的：x+y=$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol；
依据得失电子相等得：$\frac{12.8g}{64g/mol}$×2=x+3y，
解得：x=0.175mol，y=0.075mol，
气体的平均摩尔质量=$\frac{0.175mol×46g/mol+0.075mol×30g/mol}{0.25mol}$=41.2g/mol；
所以其平均相对分子质量为41.2；
故答案为：0.65mol；41.2．

点评 本题考查了硝酸的性质及氧化还原反应计算，难度中等，注意利用氮原子个数守恒和得失电子数守恒思想计算．