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32 g铜和一定量浓硝酸反应,当铜完全溶解时,产生的气体在标准状况下的体积为11.2 L(N2O4的存在忽略不计)。

(1)计算反应中消耗硝酸的物质的量。

(2)通过计算确定气体中各成分的体积。

(1)不论11.2 L气体为NO或NO2,还是NO和NO2的混合气体,物质的量都等于n(NOx)=11.2 L÷22.4 L·mol -1=0.5 mol。

由N元素守恒可得:?

n(HNO3)=2n〔Cu(NO3)2〕+n(NO x)=2n(Cu)+n(NO x)=2×32 g÷64 g·mol -1+0.5 mol =1.5 mo

(2)设NO的物质的量为x,?

解法一:由电子守恒可得:32 g÷64 g·mol -1×2=x×3+(0.5 mol-x)×1

解得:x=0.25 mol,则V(NO)=0.25 mol×22.4 L·mol -1=5.6 L,?

V(NO2)=11.2 L-5.6 L=5.6 L

解法二:由方程式可得如下关系式:Cu~2NO2 3Cu~2NO?

由Cu守恒得:(0.5 mol-x)÷2+3x÷2=32 g÷64 g·mol -1?

解得x=0.25 mol,则V(NO)=0.25 mol ×22.4 L·mol -1=5.6 L?

V(NO2)=11.2 L-5.6 L=5.6L

答:(1)反应中消耗硝酸的物质的量为1.5 mol;(2)气体中NO体积为5.6 L,NO2体积为5.6 L。?

解析:(1)Cu完全与硝酸反应后产生的物质为:?

Cu(NO3)2、NO2(或有NO)、H2O?

消耗的HNO3转化为Cu(NO3)2、NO2和NO。?

n〔Cu(NO3)2〕=n(Cu)= =0.5 mol?

NO2和NO共有: =0.5 mol?

所以消耗的n(HNO3)=2n〔Cu(NO3)2〕+n(NO2)+n(NO)=0.5 mol×2+0.5 mol=1.5 mol。?

(2)根据氧化还原反应特点,据得失电子守恒求解(据方程式求解亦可):

2n(Cu)=n(NO2)+3n(NO)。设n(NO2)=x,则n(NO)=0.5-x,代入求解即可。

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