Question

一定量的金属 Cu完全溶于适量浓硝酸中，收集到混合气体（含NO、N₂O₄、NO₂）共0.9mol．将上述气体平均分为两份，一份与标准状况下4.48LO₂混合后，用水吸收，无气体剩余；另一份恰好能被500mL 1mol/L NaOH溶液完全吸收，生成含NaNO₃和NaNO₂的盐溶液，则其中NaNO₃的物质的量为（　　）

• A、0.25mol
• B、0.2mol
• C、0.15mol
• D、0.1mol

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：一足量的Cu与一定量的浓HNO₃反应得到硝酸铜溶液和NO₂、N₂O₄、NO的混合气体，混合气体0.45mol与4.48L O₂（标准状况）混合后通入水中，所有气体恰好完全被水吸收生成硝酸，则Cu提供的电子物质的量等于氧气获得电子的物质的量，整个过程发生的反应较复杂，但从氧化还原反应电子得失的角度分析可以简化为铜和氮间电子的转移，铜和硝酸反应铜还原硝酸生成氮氧化合物，在NaOH溶液中氮氧化合物又转化成NaNO₃和NaNO₂，我们可以认为铜将失去的电子给了硝酸在氢氧化钠溶液中生成了NaNO₂，根据得失电子数目相等得到2n（Cu）=2n（NaNO₂），再根据钠守恒计算硝酸钠的物质的量．

解答： 解：4.48LO₂的物质的量为

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，NO₂、N₂O₄、NO的混合气体0.45mol与4.48LO₂（标准状况）混合后通入水中，所有气体恰好完全被水吸收生成硝酸，根据电子转移守恒，Cu提供的电子物质的量等于氧气获得电子的物质的量，故一半铜失去电子的物质的量=0.2mol×4=0.8mol．
用终态分析法容易看出只有两种元素的价态有变化，其一是Cu→Cu（NO₃）₂，Cu元素化合价由0价升高为+2价，每个Cu原子失2个电子；另一个是HNO₃→NaNO₂，N元素由+5价降低为+3价，每个N原子得2个电子，HNO₃到NaNO₂共得到电子0.8mol，根据得失电子数目相等得到2n（Cu）=2n（NaNO₂），故产物中NaNO₂的物质的量为

0.8mol

2

=0.4mol，硝酸钠的物质的量为：0.5L×1mol/L-0.4mol=0.1mol，
故选D．

点评：本题考查氧化还原反应的有关计算，难度中等，用终态分析法判断失去的电子等于HNO₃到NaNO₂得到的电子是解题的关键．