Question

12.8g铜片与50mL某浓度的硝酸恰好完全反应，生成硝酸铜和NO、NO₂混合气体，且收集到的混合气体在标准状况下体积为4.48L； 请计算：
（1）被还原的硝酸的物质的量为______mol．
（2）求原硝酸的物质的量浓度．
（3）若将收集着气体的集气瓶倒立于足量水中，通入多少升标准状况下的O₂，可以使集气瓶中充满溶液？

Answer 1

【答案】分析：n（Cu）==0.2mol，铜与浓硝酸反应生成NO₂，随着反应的进行，硝酸的浓度逐渐降低，稀硝酸与铜反应生成NO，NO₂、NO的物质的量共为=0.2mol，被还原的硝酸的物质的量等于生成NO₂、NO的总的物质的量，硝酸反应后生成硝酸铜、NO和NO₂，根据N原子守恒可计算硝酸的物质的量浓度，再根据氧化还原反应得失电子质量守恒计算通入O₂的体积．
解答：解：（1）NO₂、NO的物质的量共为=0.2mol，被还原的硝酸的物质的量等于生成NO₂、NO的总的物质的量，为0.2mol，故答案为：0.2；
（2）n（Cu）==0.2mol，反应后生成Cu（NO₃）₂、NO和NO₂，且NO和NO₂的物质的量总共为=0.2mol，则反应中消耗HNO₃的物质的量为2n（Cu（NO₃）₂）+n（NO）+n（NO₂）=2×0.2mol+0.2mol=0.6mol，所以原硝酸的物质的量浓度为=12mol/L，
答：原硝酸的物质的量浓度12mol/L；
（3）将收集上述气体的容器倒扣在盛有水的水槽中，并向其中缓慢通入O₂，使其充分反应，若要使水恰好充满容器，则NO₂、NO与氧气和水完全反应生成硝酸，由此可得出硝酸与铜反应得到电子的物质的量应等于氧气氧化NO₂、NO生成硝酸得到电子的物质的量，等于铜失去电子的物质的量，则
设需通入氧气的体积为x，由电子守恒，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：理论上需要通入O₂的体积（标准状况）是2.24L．
点评：本题考查化学方程式的计算，注意把握硝酸的性质，解答本题的关键是把握氧化还原反应的特点，氧化剂和还原剂得失电子数目相等，（2）（3）为易错点，答题时注意从守恒的角度入手思考．