Question

17．将44.8g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO₂混合气体在标准状况下的体积为11.2L请回答：
（1）标况下，NO的体积为10.08 L，NO₂的体积为1.12L．
（2）待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为$\frac{0.5+aV×1{0}^{-3}}{0.14}$mol/L（填表达式）．
（3）欲使铜与硝酸反应生成的气体与O₂和H₂O全部转化为HNO₃，至少需要O₂11.2g．

Answer 1

分析 发生Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+NO₂↑+2H₂O、3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，n（Cu）=$\frac{44.8g}{64g/mol}$=0.7mol，混合气体物质的量为$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，结合电子、原子守恒计算．

解答 解：n（Cu）=$\frac{44.8g}{64g/mol}$=0.7mol，混合气体物质的量为$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，
（1）设NO和NO₂的物质的量分别为x、y，由电子、原子守恒可知，$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.5}\\{3x+y=0.7×2}\end{array}\right.$，解得x=0.45mol，y=0.05mol，
则标况下，NO的体积为0.45mol×22.4L/mol=10.08L，NO₂的体积为0.05mol×22.4L/mol=1.12L，
故答案为：10.08；1.12；
（2）恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，由N原子守恒可知，原硝酸的物质的量为0.5mol+aV×10^-3mol，则原硝酸溶液的浓度为$\frac{0.5+aV×1{0}^{-3}}{0.14}$mol/L，
故答案为：$\frac{0.5+aV×1{0}^{-3}}{0.14}$；
（3）由电子守恒可知，全部转化为HNO₃，至少需要O₂为$\frac{0.7×2}{2×（2-0）}$mol×32g/mol=11.2g，故答案为：11.2．

点评 本题考查氧化还原反应的计算，为高频考点，把握发生的氧化还原反应及电子、原子守恒为解答的关键，侧重守恒法计算及分析计算能力的综合考查，题目难度不大．