Question

10．12.8g铜和浓HNO₃反应，随反应进行，产生气体的颜色逐渐变浅，铜完全反应时，收集到标准状况下的气体6.72L，将气体与一定体积的O₂同时通入水中可被完全吸收．
（1）通过计算确定收集到的气体成分及物质的量．
（2）O₂在标准状况下的体积．

Answer 1

分析 （1）铜和浓HNO₃反应随反应的进行硝酸浓度变稀，产生气体是一氧化氮和二氧化氮的混合气体，根据得失电子守恒分析解答；
（2）根据电子守恒计算，已知HNO₃$\stackrel{Cu}{→}$NO、NO₂$\stackrel{氧气}{→}$HNO₃，反应前后HNO₃的物质的量不变，而化合价变化的只有铜和氧气，则Cu失去电子数目等于O₂得到电子的数目，以此进行计算．

解答 解：（1）设气体中NO₂、NO的物质的量分别为x、y．
气体的体积为6.72L，则$x+y=\frac{6.72L}{22.4L/mol}$，有得失电子守恒有：$x+3y=\frac{12.8g}{64g/mol}×2$；
解之得x=0.25 mol； y=0.05 mol；
则：NO₂0.25 mol，NO 0.05mol，
答：集到的气体中NO₂0.25 mol，NO 0.05mol；
（2）根据铜失去的电子等于氧气得到的电子，则有：${V_{O_2}}=2×\frac{12.8g}{64g/mol}$÷4×22.4 L/mol=2.24 L，答：O₂在标准状况下的体积为2.24 L．

点评 本题考查氧化还原反应电子转移数目的计算，本题难度不大，根据HNO₃$\stackrel{Cu}{→}$NO、NO₂$\stackrel{氧气}{→}$HNO₃，得出Cu失去电子数目等于O₂得到电子的数目是解答本题的关键．