Question

【题目】将32.64g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）若铜与硝酸刚好反应完全，则原硝酸溶液的浓度为______molL﹣1。

（2）NO的体积为______L，NO2的体积为______L。

（3）若将产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmLamolL﹣1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化为沉淀，则原硝酸溶液的浓度为____molL﹣1。（用含a和V的式子表示）

Answer 1

【答案】 10.8或10.9 5.82 5.38 或(aV+500)/140或aV/140+25/7或aV/140+3.57

【解析】(1)若铜与硝酸刚好反应完全，根据原子守恒参加反应的HNO3的物质的量为：2n(Cu2+)+n(NO)+n(NO2)=2×+=2×0.51mol+0.5mol=1.52mol，则原硝酸溶液的浓度为=1.9molL﹣1；

(2)32.64g铜的物质的量为=0.51mol，在反应中失去的电子的物质的量为2×0.51mol=1.02mol，11.2L混合气体的物质的量为=0.5mol
令NO和NO2的物质的量分别为xmol、ymol，则：x+y=0.5、3x+y=1.02，解得x=0.26、y=0.24，NO的体积=0.26mol×22.4L/mol=5.824L；NO2的体积=0.24mol×22.4L/mol=5.376L；

(3)加入氢氧化钠恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀，此时溶液中溶质为NaNO3，根据钠离子守恒有：n(NaNO3)=n(NaOH)=V×10-3L×amol/L=aV×10-3 mol，由N原子守恒可知：n(HNO3)=n(NaNO3)+n(NO和NO2)=aV×10-3 mol+0.5mol=(aV×10-3+0.5)mol，故硝酸的物质的量浓度==molL﹣1。