Question

2．32gCu与200mL 10mol/L的HNO₃溶液充分反应（HNO₃过量），产生的NO和NO₂混合气体共0，.6mol（反应前后溶液体积变化忽略不计），试求：
（1）反应前HNO₃的物质的量
（2）反应后生成的Cu （NO₃）₂的物质的量浓度
（3）混合气体中NO的物质的量
（4）剩余的HNO₃的物质的量浓度．

Answer 1

分析 （1）溶液中硝酸的物质的量n=CV；
（2）求出铜的物质的量，然后根据铜完全反应，而反应中1molCu～1molCu（NO₃）₂来计算；
（3）设NO和NO₂混合气体中NO的物质的量为xmol，NO₂的物质的量为ymol，根据混合物的物质的量为0.6mol可知：x+y=0.6  ①
然后根据铜和硝酸反应的过程中得失电子数守恒可知：0.5mol×2=3×xmol+ymol×1  ②
即可解得x和y；
（4）根据硝酸和铜的反应中，N原子的存在形式有3个：剩余的HNO₃、生成的Cu（NO₃）₂、生成的NO和NO₂，根据氮原子守恒来分析．

解答 解：（1）溶液中硝酸的物质的量n=CV=10mol/L×0.2L=2mol，答：反应前硝酸的物质的量为2mol；
（2）32g铜的物质的量为n=$\frac{32g}{64g/mol}$=0.5mol，而反应中1molCu～1molCu（NO₃）₂，由于0.5mol铜完全反应，故生成的Cu（NO₃）₂的物质的量为0.5mol，故浓度为c=$\frac{0.5mol}{0.2L}$=2.5mol/L，
答：反应后生成的Cu （NO₃）₂的物质的量浓度为2.5mol/L；
（3）设NO和NO₂混合气体中NO的物质的量为xmol，NO₂的物质的量为ymol，根据混合物的物质的量为0.6mol可知：x+y=0.6  ①
然后根据铜和硝酸反应的过程中得失电子数守恒可知：0.5mol×2=3×xmol+ymol×1  ②
解得x=0.2mol  y=0.4mol
即混合气体中NO的物质的量为0.2mol．
答：混合气体中NO的物质的量为0.2mol；
（4）根据硝酸和铜的反应可知，2mol硝酸反应后硝酸中的N原子的存在形式有3个：剩余的HNO₃、生成的Cu（NO₃）₂、生成的NO和NO₂，生成的Cu（NO₃）₂的物质的量为0.5mol，则其中含有的氮原子的物质的量为0.5mol×2；生成的0.6molNO和NO₂中含有氮原子为0.6mol，根据氮原子守恒可知：n（HNO₃）_余=2mol-0.5mol×2-0.6mol=0.4mol，剩余的HNO₃的物质的量浓度为c=$\frac{0.4mol}{0.2L}$=2mol/L，
答：剩余硝酸的浓度为2mol/L．

点评 本题考查了物质的量的有关计算，根据物质间的反应结合原子守恒进行计算，易错点是（4），注意剩余的硝酸为硝酸的总量减去做酸的硝酸和做氧化剂的硝酸．