Question

18．將32.64g銅與140mL一定濃度的硝酸反應(yīng)，銅完全溶解，產(chǎn)生的NO和NO₂混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L．請回答下列問題：
（1）NO的體積為5.824，NO₂的體積為5.376L，
（2）參加反應(yīng)的NO₃^-的物質(zhì)的量是1.52mol．
（3）待產(chǎn)生的氣體全部釋放后，向溶液中加入VmLamol•L^-1的NaOH溶液，恰好使溶液中Cu²⁺全部轉(zhuǎn)化沉淀，則原硝酸溶液的濃度為$\frac{0.1aV+50}{14}$mol•L^-1
（4）欲使銅與硝酸反應(yīng)生成的氣體在NaOH溶液中全部轉(zhuǎn)化為NaNO₃，至少需要30%的雙氧水57.8g．

Answer 1

分析 （1）令NO和NO₂的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者體積及電子轉(zhuǎn)移守恒列方程計(jì)算，再根據(jù)V=nV_m計(jì)算各自體積；
（2）參加反應(yīng)的NO₃^-的物質(zhì)的量是酸性的硝酸根與氧化性的硝酸物質(zhì)的量之和；
（3）加入氫氧化鈉恰好使溶液中的Cu²⁺全部轉(zhuǎn)化成沉淀，此時溶液中溶質(zhì)為NaNO₃，根據(jù)鈉離子守恒有：n（NaNO₃）=n（NaOH），由N原子守恒可知：n（HNO₃）=n（NaNO₃）+n（NO和NO₂），再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算；
（4）欲使銅與硝酸反應(yīng)生成的氣體在NaOH溶液中全部轉(zhuǎn)化為NaNO₃，用30%的雙氧水氧化，雙氧水得到的電子等于NO、NO₂失去的電子，根據(jù)電子得失守恒計(jì)算；

解答 解：（1）32.64g銅的物質(zhì)的量為n=$\frac{m}{M}$=$\frac{32.64g}{64g/mol}$=0.51mol，在反應(yīng)中失去的電子的物質(zhì)的量為2×0.51mol=1.02mol，11.2L混合氣體的物質(zhì)的量為n=$\frac{V}{{V}_{m}}$=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol
令NO和NO₂的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.5}\\{3x+y=1.02}\end{array}\right.$，
解得x=0.26、y=0.24，
NO的體積=0.26mol×22.4L/mol=5.824L
NO₂的體積=0.24mol×22.4L/mol=5.376L
故答案為：5.824；5.376；
（2）參加反應(yīng)的NO₃^-的物質(zhì)的量是酸性的硝酸根與氧化性的硝酸物質(zhì)的量之和，即0.51mol×2+0.5mol=1.52mol，故答案為：1.52mol；
（3）加入氫氧化鈉恰好使溶液中的Cu²⁺全部轉(zhuǎn)化成沉淀，此時溶液中溶質(zhì)為NaNO₃，根據(jù)鈉離子守恒有：n（NaNO₃）=n（NaOH）=V×10^-3L×amol/L=aV×10^-3 mol，由N原子守恒可知：n（HNO₃）=n（NaNO₃）+n（NO和NO₂）=aV×10^-3 mol+0.5mol=（aV×10^-3+0.5）mol，故硝酸的物質(zhì)的量濃度=$\frac{（aV×1{0}^{-3}+0.5）mol}{0.14L}$=$\frac{0.1aV+50}{14}$mol/L，
故答案為：$\frac{0.1aV+50}{14}$；
（4）用30%的雙氧水使銅與硝酸反應(yīng)生成的氣體在NaOH溶液中全部轉(zhuǎn)化為NaNO₃，雙氧水得到的電子等于NO、NO₂失去的電子，設(shè)需要30%的雙氧水mg，根據(jù)電子得失守恒，有：0.26×3+0.24×1=0.51×2=30%×$\frac{m}{34}$×2，解得：m=57.8g，
故答案為：57.8g．

點(diǎn)評 本題以硝酸為載體考查了氧化還原反應(yīng)的計(jì)算，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子進(jìn)行解答即可，注意守恒思想的運(yùn)用，注意（3）中不能根據(jù)銅計(jì)算消耗硝酸的物質(zhì)的量，銅和硝酸反應(yīng)時，硝酸可能有剩余，為易錯點(diǎn)，題目難度中等．