Question

將38.4g金屬Cu溶于適量濃硝酸中，Cu完全溶解，共收集到氮的氧化物（含NO，N₂O₄和NO₂，不考慮濃硝酸的分解和揮發(fā)）混合氣體共A mol，將這些氣體通入足量燒堿溶液完全吸收后，共消耗NaOH B mol．（已知2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O，NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O）．
（1）若A=0.6，B=0.7，試求0.6mol氣體中各成分的物質(zhì)的量：NO

 

mol，N₂O₄

 

mol，NO₂

 

mol；
（2）若僅已知A=0.6，則B的取值范圍為大于

 

mol而小于

 

mol；
（3）氣體與堿反應(yīng)所得溶液的NaNO₃的物質(zhì)的量為

 

（用含有關(guān)字母的代數(shù)式表示）．

Answer 1

考點：氧化還原反應(yīng)的計算

專題：守恒法

分析：（1）根據(jù)原子守恒計算NO、NO₂物質(zhì)的量之和及N₂O₄物質(zhì)的量，再根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計算NO、NO₂物質(zhì)的量；
（2）當(dāng)氣體為NO、NO₂且物質(zhì)的量相等時消耗NaOH最少，當(dāng)氣體為N₂O₄時消耗NaOH最多，根據(jù)原子守恒計算范圍；
（3）用終態(tài)分析法容易看出只有兩種元素的價態(tài)有變化，其一是Cu→Cu（NO₃）₂，Cu元素化合價由0價升高為+2價，每個Cu原子失2個電子；另一個是HNO₃→NaNO₂，N元素由+5價降低為+3價，每個N原子得2個電子，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等、原子守恒進行計算．

解答： 解：（1）設(shè)NO、NO₂物質(zhì)的量共為x，N₂O₄物質(zhì)的量為y，則x+y=0.6，據(jù)N-Na原子守恒x+2y=0.7 解得：x=0.5、y=0.1，
設(shè)：NO、NO₂物質(zhì)的量分別為：m、n，
則m+n=0.5  ①
由電子守恒：0.6mol Cu 失電子與硝酸得電子相等，則0.6×2=3m+n+0.2②
解得：m=0.25、n=0.25，
故答案為：NO，0.25；N₂O₄，0.1；NO₂，0.25
（2）氫氧化鈉的取值范圍：氣體被氫氧化鈉完全吸收生成NaNO₂：NO、NO₂各0.3mol消耗NaOH 0.6mol
，氣體被氫氧化鈉完全吸收生成NaNO₃、NaNO₂，氣體只含N₂O₄ 0.6mol，據(jù)N原子守恒，耗NaOH最多1.2mol
取值范圍：0.6--1.2，
故答案為：；
（3）用終態(tài)分析法容易看出只有兩種元素的價態(tài)有變化，其一是Cu→Cu（NO₃）₂，Cu元素化合價由0價升高為+2價，每個Cu原子失2個電子；另一個是HNO₃→NaNO₂，N元素由+5價降低為+3價，每個N原子得2個電子，38.4gCu共失電子為

38.4g

64g/mol

×2=1.2mol，HNO₃到NaNO₂共得到電子1.2mol，故產(chǎn)物中NaNO₂的物質(zhì)的量為

1.2mol

2

=0.6mol，由Na守恒可知n（NaOH）=n（NaNO₂）+n（NaNO₃），所以n（NaNO₃）=n（NaOH）-n（NaNO₂）=（B-0.6）mol，
故答案為：（B-0.6）mol．

點評：本題考查氧化還原反應(yīng)的計算，側(cè)重考查分析、計算能力，明確物質(zhì)之間的關(guān)系利用原子守恒、轉(zhuǎn)移電子守恒計算即可，難點是（3）題，題目難度中等．