Question

【题目】铜生锈会生成铜绿[Cu2(OH)2CO3]，铜绿受热易分解，化学方程式为：Cu2(OH)2CO3 2CuO+H2O+CO2↑。

(1)部分锈蚀成铜绿的铜片隔绝空气加热，完全反应后固体质量减少了9.3g，则生锈的铜片中铜绿的质量为___________g

(2)将35g表面已锈蚀成铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜片投入100mL一定浓度的硝酸中；充分反应后，硝酸被还原成NO2和NO，测得反应后溶液PH值为1。往反应后的溶液中加入过量的NaOH溶液，滤出沉淀，洗涤，干燥后得到39.2g蓝色固体。(假设反应前后溶液的体积不变)

①已锈蚀的铜片中的铜元素的质量分数为________。(保留两位小数)

②铜片中单质铜的物质的量为________mol。

(3)若生成NO2和NO混合气体共a L(S.P.T)。

①求a的取值范围(写出详细解答过程)________。

②求原硝酸的物质的量浓度(用含a的代数式表示，写出详细解答过程)________。

Answer 1

【答案】33.3 73.14% 0.2 Cu与硝酸反应，假设只生成NO，由方程式3Cu+8HNO3(稀)═3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知，Cu为0.2mol，则NO为mol，其体积为mol×22.4L/mol=L， Cu与硝酸反应，假设只生成NO2，由方程式Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O可知，Cu为0.2mol，则NO为0.4mol，其体积为0.4mol×22.4L/mol=8.96L，实际上生成的是两种气体，则体积在两者之间，即<a<8.96 表面已锈蚀成铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜片与硝酸反应生成硝酸铜和氮的氧化物，溶液中还有剩余的硝酸，加NaOH溶液硝酸铜转化为氢氧化铜沉淀， Cu(OH)2的物质的量为=0.4mol，

反应后溶液pH为1，溶液中剩余的硝酸为0.1mol/L×0.1L=0.01mol，所以硝酸的总物质的量为0.8mol+0.01mol+mol，所以硝酸的浓度为(8.1+)mol/L

【解析】

(1)固体减少的质量为二氧化碳和水的质量之和，根据方程式计算铜绿的质量；

(2)①39.2g蓝色固体为氢氧化铜，根据Cu原子守恒计算Cu元素的质量，再求出Cu的质量分数；

②设固体中Cu2(OH)2CO3的物质的量为xmol，Cu的物质的量为ymol，根据铜原子守恒和已知质量列式计算；

(4)①Cu与硝酸反应，Cu失去的电子的物质的量等于气体得到的电子的物质的量，假设只生成NO求出气体的体积，或者假设只生成NO2再求出气体的体积，实际上生成的是两种气体，则体积在两者之间；

②表面已锈蚀成铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜片与硝酸反应生成硝酸铜和氮的氧化物，溶液中还有剩余的硝酸，根据氮原子守恒计算。

(1)固体减少的质量为二氧化碳和水的质量之和，则二氧化碳和水的质量之和为9.3g，设铜绿的质量为xg，

则x==33.3g；故答案为：33.3；

(2)39.2g蓝色固体为氢氧化铜，则氢氧化铜中Cu元素的质量为=25.6g，则Cu的质量分数为×100%=73.14%；故答案为：73.14%；

(3)设固体中Cu2(OH)2CO3的物质的量为xmol，Cu的物质的量为ymol，已知铜绿和铜的总质量为35g，生成氢氧化铜沉淀的质量为39.2g，则222x+64y=35g， 98(2x+y)=39.2g，解得：x=0.1，y=0.2，故答案为：0.2；

(4)①Cu与硝酸反应，假设只生成NO，由方程式3Cu+8HNO3(稀)═3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知，Cu为0.2mol，则NO为mol，其体积为mol×22.4L/mol=L， Cu与硝酸反应，假设只生成NO2，由方程式Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O可知，Cu为0.2mol，则NO为0.4mol，其体积为0.4mol×22.4L/mol=8.96L，实际上生成的是两种气体，则体积在两者之间，即<a<8.96；故答案为：<a<8.96；

②表面已锈蚀成铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜片与硝酸反应生成硝酸铜和氮的氧化物，溶液中还有剩余的硝酸，加NaOH溶液硝酸铜转化为氢氧化铜沉淀， Cu(OH)2的物质的量为=0.4mol，

反应后溶液pH为1，溶液中剩余的硝酸为0.1mol/L×0.1L=0.01mol，所以硝酸的总物质的量为0.8mol+0.01mol+mol，所以硝酸的浓度为(8.1+)mol/L；故答案为：(8.1+)mol/L。