Question

將128g銅置入一定量的濃硝酸中，并微熱，隨著銅的不斷減少，反應(yīng)生成的氣體顏色逐漸變淺，當(dāng)銅反應(yīng)完畢時（銅片完全消失），共收集到NO₂和NO的混合氣體44.8L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），求：
（1）寫出上述過程中，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式．

 

、

 

．
（2）完成該反應(yīng)至少需要量取10mol/L的濃硝酸

 

mL．
（3）求混合氣體中NO₂、NO的體積（請寫出計算步驟）．
（4）將收集上述氣體的容器倒扣在盛有水的水槽中，并向其中緩慢通入O₂，使其充分反應(yīng)，若要使水恰好充滿容器，求理論上需要參加反應(yīng)的O₂的物質(zhì)的量（請寫出計算步驟）．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計算

專題：計算題

分析：（1）發(fā)生反應(yīng)為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（2）反應(yīng)中被還原的HNO₃生成NO、NO₂混合氣體，未被還原的硝酸生成Cu（NO₃）₂，由氮原子守恒可知，n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]+n（NO、NO₂），再根據(jù)V=

n

c

計算；
（3）設(shè)混合氣體中NO₂、NO的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒及二者體積列方程計算，再根據(jù)V=nV_m計算各自的體積；
（4）反應(yīng)又生成HNO₃，縱觀整個過程可知，銅提供的電子等于氧氣獲得的電子，據(jù)此計算需要氧氣的物質(zhì)的量．

解答： 解：（1）發(fā)生的反應(yīng)為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
故答案為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（2）反應(yīng)中被還原的HNO₃生成NO、NO₂混合氣體，混合氣體的物質(zhì)的量=

44.8L

22.4L/mol

=2mol，未被還原的硝酸生成Cu（NO₃）₂，銅的物質(zhì)的量=

128g

64g/mol

=2mol，
由氮原子守恒可知，n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]+n（NO、NO₂）=2mol×2+2mol=6mol，故需要硝酸的體積=

6mol

10mol/L

=0.6L=600mL，
故答案為：600；
（3）設(shè)混合氣體中NO₂、NO的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒及二者體積，可得：

x+3y=2×2 x+y=2

，解得x=1、y=1
故二氧化氮的體積=1mol×22.4L/mol=22.4L，NO的體積=1mol×22.4L/mol=22.4L，
答：混合氣體中NO₂、NO的體積均為22.4L/mol；
（4）反應(yīng)又生成HNO₃，縱觀整個過程可知，銅提供的電子等于氧氣獲得的電子，由電子守恒可知，故需要氧氣的物質(zhì)的量為

2mol×2

4

=1mol，
答：理論上需要參加反應(yīng)的O₂的物質(zhì)的量是1mol．

點(diǎn)評：本題考查根據(jù)方程式及氧化還原反應(yīng)的有關(guān)計算，難度中等，注意根據(jù)原子守恒、電子轉(zhuǎn)移守恒進(jìn)行的計算，注意（4）利用方程式進(jìn)行計算，比較麻煩，為易錯點(diǎn)、難點(diǎn)．