Question

将24g铜与100mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的气体在标准状况下体积为11.2L．请回答：
（1）产生的气体是

 

，体积为

 

．
（2）待产生的气体全部释放后，向溶液加入V mL a mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为

 

mol/L．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：（1）Cu与硝酸反应生成的气体为NO、NO₂或二者混合物，根据电子转移守恒计气体中N元素的平均化合价，判断气体成分，若为NO、NO₂混合物，根据电子转移守恒及二者体积列方程计算；
（2）向反应后溶液中加入NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，此时溶液中溶质为NaNO₃，由钠离子守恒n（NaNO₃）=n（NaOH），根据氮原子守恒可知n（HNO₃）=n（NaNO₃）+n（NO₂+NO），再根据c=

n

V

计算．

解答： 解：（1）Cu与硝酸反应生成的气体为NO、NO₂或二者混合物，24gCu的物质的量=

24g

64g/mol

=0.375mol，气体的物质的量=

11.2L

22.4L/mol

=0.5mol，令气体中N元素的平均化合价为a，根据电子转移守恒：0.375mol×2=0.5mol×（5-a），解得a=3.5，平均化合价大于3，而小于4，故气体为NO、NO₂混合物，NO、NO₂的物质的量分别为xmol、ymol，则：

x+y=0.5 3x+y=0.375×2

，解得x=0.125 y=0.375，
故NO的体积=0.125mol×22.4L/mol=2.8L，
NO₂的体积=11.2L-2.8L=8.4L，
故答案为：NO、NO₂；V（NO）=2.8L、V（NO₂）=8.4L；
（2）向反应后溶液中加入NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，此时溶液中溶质为NaNO₃，由钠离子守恒n（NaNO₃）=n（NaOH）=VL×amol/L=aV mol，根据氮原子守恒可知n（HNO₃）=n（NaNO₃）+n（NO₂+NO）=aV mol+0.5mol，故原硝酸溶液的物质的量浓度为

aVmol+0.5mol

0.1L

=（10aV+5）mol/L，
故答案为：（10aV+5）．

点评：本题考查硝酸的性质、化学方程式计算，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，难度中等，（1）中也可以用极限法进行判断，（2）注意利用原子守恒进行的计算．