Question

12.8g銅片與50mL某濃度的硝酸恰好完全反應(yīng)，生成硝酸銅和NO、NO₂混合氣體，且收集到的混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為4.48L； 請計算：
（1）被還原的硝酸的物質(zhì)的量為

0.2

mol．
（2）求原硝酸的物質(zhì)的量濃度．
（3）若將收集著氣體的集氣瓶倒立于足量水中，通入多少升標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O₂，可以使集氣瓶中充滿溶液？

Answer 1

分析：n（Cu）=

12.8g

64g/mol

=0.2mol，銅與濃硝酸反應(yīng)生成NO₂，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硝酸的濃度逐漸降低，稀硝酸與銅反應(yīng)生成NO，NO₂、NO的物質(zhì)的量共為

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，被還原的硝酸的物質(zhì)的量等于生成NO₂、NO的總的物質(zhì)的量，硝酸反應(yīng)后生成硝酸銅、NO和NO₂，根據(jù)N原子守恒可計算硝酸的物質(zhì)的量濃度，再根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子質(zhì)量守恒計算通入O₂的體積．

解答：解：（1）NO₂、NO的物質(zhì)的量共為

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，被還原的硝酸的物質(zhì)的量等于生成NO₂、NO的總的物質(zhì)的量，為0.2mol，故答案為：0.2；
（2）n（Cu）=

12.8g

64g/mol

=0.2mol，反應(yīng)后生成Cu（NO₃）₂、NO和NO₂，且NO和NO₂的物質(zhì)的量總共為

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，則反應(yīng)中消耗HNO₃的物質(zhì)的量為2n（Cu（NO₃）₂）+n（NO）+n（NO₂）=2×0.2mol+0.2mol=0.6mol，所以原硝酸的物質(zhì)的量濃度為

0.6mol

0.05L

=12mol/L，
答：原硝酸的物質(zhì)的量濃度12mol/L；
（3）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，則NO₂、NO與氧氣和水完全反應(yīng)生成硝酸，由此可得出硝酸與銅反應(yīng)得到電子的物質(zhì)的量應(yīng)等于氧氣氧化NO₂、NO生成硝酸得到電子的物質(zhì)的量，等于銅失去電子的物質(zhì)的量，則
設(shè)需通入氧氣的體積為x，由電子守恒，可得：
2Cu～～～O₂
128g   22.4L
12.8g   x
128g：22.4L=12.8g：x
x=（12.8g×22.4L）÷128g=2.24L，
答：理論上需要通入O₂的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）是2.24L．

點(diǎn)評：本題考查化學(xué)方程式的計算，注意把握硝酸的性質(zhì)，解答本題的關(guān)鍵是把握氧化還原反應(yīng)的特點(diǎn)，氧化劑和還原劑得失電子數(shù)目相等，（2）（3）為易錯點(diǎn)，答題時注意從守恒的角度入手思考．