Question

把3.2 g铜片投入到20 mL浓度为12 mol/L的硝酸中，当铜片全部溶解时，收集到标准状况下1.344 L气体。

（1）写出有关反应的化学方程式；

（2）求反应中消耗硝酸的物质的量。

 

Answer 1

答案：
解析：

（1）Cu+4HNO3（浓）== Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O    3Cu+8HNO3（稀）== 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O （2）0.16 mol

提示：

（1）随着反应的进行，HNO3的浓度不断降低， Cu与浓硝酸反应到一定程度，随着硝酸的消耗，则接着发生的是Cu与稀HNO3的反应。所以有以下两个反应： Cu+4HNO3（浓）== Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O     ① 3Cu+8HNO3（稀）== 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O    ② （2）n(Cu)=3.2 g / 64 g·mol－1 = 0.05 mol n(HNO3)=20×10－3 L×12 mol/L=0.24 mol n气体=1.344 L / 22.4 L·mol－1=0.06 mol 分析：如只按①式反应，则 Cu ～ 4HNO3 ～ 2NO2 0.05 mol   0.2 mol    0.1 mol 而0.1 mol>0.06 mol，则与题意不符 如只按②式反应，则         3Cu   ～   2NO         0.05 mol     0.03 mol 而0.03 mol<0.06 mol，亦不符合题意 所以：反应按①式和②式进行。 用于生成Cu(NO3)2的HNO3为：0.05 mol×2=0.1 mol。 由反应①和②可知：被还原的硝酸的物质的量与生成的气体的物质的量相等，所以被还原的HNO3的物质的量为0.06 mol。 ∴反应中消耗硝酸的物质的量为：n(HNO3)=0.1 mol+0.06 mol=0.16 mol。