Question

12.8g铜片与某浓度的硝酸反应，生成气体的体积在标准状况下为4.48L．铜和硝酸反应的化学方程式为：
Cu+4HNO₃（浓）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O 3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
试计算：
（1）被还原的硝酸的物质的量
（2）4.48L气体中各成分的物质的量．

Answer 1

分析：（1）铜与硝酸反应生成的气体无论是NO还是NO₂，一个气体分子中含有一个N原子，一个硝酸分子中含有一个N原子，根据原子守恒，气体的物质的量与被还原的硝酸的物质的量相等．
（2）铜与硝酸反应中，铜失电子作还原剂，硝酸得电子作氧化剂，在氧化还原反应中得失电子数相等，利用电子守恒，列方程组，得出NO、NO₂的物质的量．

解答：解：（1）设气体的平均分子式为NO_x，被还原的硝酸的物质的量为y，
标准状况下生成气体的物质的量为

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，气体分子与被还原的硝酸的关系式为
HNO₃--NOx
1        1
ymol    0.2mol
y=0.2mol，
答：被还原的硝酸的物质的量为0.2mol；
（2）铜与硝酸反应中，铜失电子作还原剂，硝酸得电子作氧化剂，在氧化还原反应中得失电子数相等，利用电子守恒，列方程组，得出NO、NO₂的物质的量．
铜的物质的量为

12.8g

64g/mol

=0.2mol，则0.2molCu变成Cu²⁺失去的电子为0.2mol×2=0.4mol，
设生成NO的物质的量为mmol，NO₂的物质的量为nmol，混合气体的物质的量为0.2mol，即
m+n=0.2
由氧化还原反应中得失电子数相等得；
3m+n=0.4
列方程组

m+n=0.2 3m+n=0.4

，解得m=0.1mol，n=0.1mol，
答：4.48L气体中NO为0.1mol，NO₂的物质的量为0.1mol．

点评：本题考查的是硝酸的性质及结合方程式的计算，巧妙利用守恒法、关系式进行计算，有事半功倍之效．估算法、差量法、平均值法等都是做题时常用的方法．