Question

硝酸与金属反应是硝酸的重要化学性质之一，请阅读下文并解答有关问题。

（1）ag铜与bmL浓HNO₃充分反应后得到V₁ L红棕色气体X，且溶液中余下cg铜；再将此红棕色气体通过水变成V₂ L无色气体Y（气体已转换成标准状况下的体积，设题中产生的氮的化合物分子中均含有一个氮原子。）

①当反应生成X气体时有多少克氮元素被还原？

②计算X气体中各组分的物质的量。

（2）若在(1)反应余下的溶液中加入过量的稀H₂SO₄使留下的cg铜恰好完全溶解;此时溶液中只留下一种盐。

①写出此时发生的化学反应方程式

②计算a与c的质量比及浓HNO₃的物质的量浓度

 

Answer 1

【答案】

①，②NO₂: (3V₁-3V₂)/44.8  NO: (3V₂-V₁)/44.8（各2分）

(2) ① 3Cu+Cu(NO₃)₂+4H₂SO₄ ==4CuSO₄+2NO↑+4H₂O;

② 4:3;

【解析】

试题分析：解：浓硝酸与铜反应生产了二氧化氮和硝酸铜和水，硝酸中氮元素被还原为二氧化氮和一氧化氮，所以生成X气体时被还原的氮元素的克数为：  

②由题可以知道，铜剩余，所以在反应过程中硝酸的浓度越来越稀，所以反应的产物为二氧化氮和一氧化氮的混合物，设二氧化氮的体积为a，则一氧化氮为V₁ –a，

而二氧化氮与水的反应为:

3NO₂＋H₂O=2HNO₃＋NO  

3              1    

a              b     

3/1=a/b，b=1/3a，所以V₁ –a+1/3a=V₂ ，故a= (3V₁-3V₂)/2，

即NO₂的物质的量为：(3V₁-3V₂)/44.8mol

NO的物质的量为：(3V₂-V₁)/44.8mol

(2) ① 该反应为：3Cu+Cu(NO₃)₂+4H₂SO₄ ==4CuSO₄+2NO↑+4H₂O；

②因为溶液中只剩下一种盐，硝酸铜恰好与铜完全反应，

故原来的a：c=（3+1）：3=4：3；

硝酸跟的物质的量n=a/128

根据物料守恒可以知道硝酸的物质的量为N元素的物质的量，

故硝酸的物质的量n=(3V₁-3V₂)/44.8+(3V₂-V₁)/44.8+a/128=（V₁/22.4+a/128）mol；

所以浓硝酸的浓度c=。

考点：硝酸与金属反应

点评：本题考查了硝酸与金属的反应的计算，该计算题有一定的技巧性，难度比较大。