Question

16．在濃硝酸中放入銅片：
（1）開(kāi)始反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為溶液逐漸變藍(lán)色，有紅棕色氣體逸出．
（2）若銅有剩余，則反應(yīng)將要結(jié)束時(shí)的化學(xué)方程式3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O．
（3）待反應(yīng)停止后，再加入少量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的稀硫酸，這時(shí)銅片上又有氣泡產(chǎn)生，其原因是（寫(xiě)離子方程式）3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（4）若將12.8g銅跟一定量的濃硝酸反應(yīng)，銅消耗完時(shí)共產(chǎn)生NO₂、NO的混合氣體4.48L （標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．則所消耗的硝酸的物質(zhì)的量是0.6mol，所得氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為38．

Answer 1

分析 （1）Cu和濃硝酸反應(yīng)生成紅棕色氣體二氧化氮，同時(shí)生成硝酸銅，銅離子呈藍(lán)色；
（2）如果銅有剩余，反應(yīng)結(jié)束前，硝酸變?yōu)橄∠跛�，稀硝酸和銅反應(yīng)生成硝酸銅和NO；
（3）加入稀硫酸后，相當(dāng)于溶液中有硝酸，Cu和硝酸發(fā)生反應(yīng)生成NO；
（4）銅和硝酸反應(yīng)生成硝酸銅與NO₂、NO的混合氣體，反應(yīng)中硝酸其氧化劑、酸性作用，起氧化劑作用的硝酸生成氮的氧化物，起酸性作用的硝酸生成Cu（NO₃）₂，根據(jù)氮原子守恒：2n[Cu（NO₃）₂]+n（NO、NO₂），據(jù)此計(jì)算消耗硝酸的物質(zhì)的量；
依據(jù)氧化劑與得到的電子數(shù)與還原劑失去的電子數(shù)相等計(jì)算二氧化氮和一氧化氮的物質(zhì)的量進(jìn)而求其相對(duì)分子質(zhì)量．

解答 解：（1）銅和濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、二氧化氮和水，反應(yīng)方程式為Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，二氧化氮是紅棕色氣體，銅鹽溶液呈藍(lán)色，所以看到的現(xiàn)象是：溶液逐漸變藍(lán)色，有紅棕色氣體逸出，
故答案為：溶液逐漸變藍(lán)色，有紅棕色氣體逸出；
（2）銅有剩余，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硝酸濃度逐漸減小，當(dāng)變?yōu)橄∠跛釙r(shí)，銅和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅和NO，反應(yīng)方程式為3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（3）加入稀硫酸后，氫離子原溶液中硝酸根離子構(gòu)成強(qiáng)氧化性酸，又能與過(guò)量的銅反應(yīng)，發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（4）n（Cu）=$\frac{12.8g}{64g/mol}$=0.2mol，氣體的物質(zhì)的量=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，
根據(jù)氮原子守恒得消耗的n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]+n（NO、NO₂）=2×0.2mol+0.2mol=0.6mol；
設(shè)生成的二氧化氮的物質(zhì)的量xmol，生成的一氧化氮的物質(zhì)的量為ymol，
結(jié)合轉(zhuǎn)移電子守恒列方程組為$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.2}\\{x+3y=0.2×2}\end{array}\right.$
解得$\left\{\begin{array}{l}{x=0.1}\\{y=0.1}\end{array}\right.$，
混合氣體平均分子摩爾質(zhì)量=$\frac{0.1mol×（30+46）g/mol}{0.2mol}$=38g/mol，所以混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量為38，
故答案為：0.6 mol；38．

點(diǎn)評(píng) 本題以硝酸和Cu的反應(yīng)為載體考查氧化還原反應(yīng)計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析判斷及計(jì)算能力，易錯(cuò)點(diǎn)是（3）題，酸性條件下，硝酸根離子具有強(qiáng)氧化性，題目難度不大．