Question

6．一定量铜投入到100mol 10mol•L^-1的浓HNO₃中，一段时间后硝酸恰好完全反应，若硝酸的还原产物只有NO，NO₂两种气体，其标准状况下总体积为6.72L，则参加反应的铜的物质的量为（　　）

• A． 0.35mol
• B． 0.7mol
• C． 0.3mol
• D． 0.5mol

Answer 1

分析 铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水，与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，铜失去2个电子形成Cu²⁺，失去的电子物质的量是铜的2倍，硝酸中N元素的化合价降低，对应的产物NO、NO₂为还原产物，根据氮元素守恒n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]+n（NO₂）+n（NO），根据铜原子守恒n[Cu（NO₃）₂]=n（Cu），两者连列计算铜的物质的量，据此计算．

解答 解：硝酸具有强氧化性，铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水，反应方程式为：Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，随着反应进行，硝酸浓度变稀，铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，化学方程式为：3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，铜失去2个电子形成Cu²⁺，铜作还原剂，硝酸中N元素的化合价降低，则作氧化剂，硝酸在反应中被还原，则对应的产物NO、NO₂为还原产物，标准状况下总体积为6.72L，物质的量为：$\frac{6.72L}{22.4mol/L}$=0.3mol，则n（NO₂）+n（NO）=0.3mol①，100mol 10mol•L^-1的浓HNO₃中，n（HNO₃）=1mol，根据氮元素守恒n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]+n（NO₂）+n（NO）=1mol②，将①代入②可得n[Cu（NO₃）₂]=0.35mol，根据铜原子守恒n[Cu（NO₃）₂]=n（Cu）=0.35mol，
故选A．

点评 本题考查氧化还原反应的计算，为高频考点，把握反应中元素的化合价变化及电子守恒、原子守恒为解答的关键，侧重分析与计算能力的综合考查，题目难度中等．