Question

12．将64g铜与200mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解后，收集到标况下的混合气体体积为22.4L．将所得溶液加入5mol/L的NaOH溶液500ml，恰好将溶液中的Cu²⁺生成沉淀．（（写出必要的计算过程及文字说明，无计算过程不得分））
（1）被还原的硝酸的物质的量为1mol
（2）生成的NO的体积为11.2L
（3）原硝酸的浓度为15mol/L．

Answer 1

分析 （1）由3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O、Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，被还原的硝酸的物质的量等于气体的物质的量；
（2）n（Cu）$\frac{64g}{64g/mol}$=1mol，n（混合气体）=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，设混合气体中NO和NO₂的物质的量分别为x、y，结合原子守恒及电子守恒计算；
（3）由N原子守恒可知，原硝酸的物质的量为2n[Cu（NO₃）₂]+n（气体），结合c=$\frac{n}{V}$计算．

解答 解：（1）n（混合气体）=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，被还原的硝酸的物质的量=气体的物质的量=1mol，故答案为：1mol；
（2）n（Cu）$\frac{64g}{64g/mol}$=1mol，n（混合气体）=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，设混合气体中NO和NO₂的物质的量分别为x、y，
由原子守恒及电子守恒可知，$\left\{\begin{array}{l}{x+y=1}\\{3x+y=1×2}\end{array}\right.$，解得x=0.5mol，y=0.5mol，生成的NO的体积为0.5mol×22.4/L=11.2L，故答案为：11.2L；
（3）由N原子守恒可知，原硝酸的物质的量为2n[Cu（NO₃）₂]+n（气体）=1mol×2+1mol=3mol，原硝酸浓度c=$\frac{n}{V}$=$\frac{3mol}{0.2L}$=15mol/L，故答案为：15mol/L．

点评 本题考查氧化还原反应的计算，为高频考点，把握发生的反应及电子守恒、原子守恒为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，题目难度不大．