Question

3．在500mL0.2mol•L^-1的稀硝酸中加入1.92克铜片，让其充分反应．试求（假定溶液体积不变）
（1）产生气体在标准状况下体积0.448L
（2）溶液中H⁺的物质的量浓度0.04mol/L
（3）溶液中NO^-₃的物质的量浓度0.16mol/L
（4）若要使溶液中Cu²⁺全部转化为Cu（OH）₂沉淀，应加入0.2mol/L的氢氧化钠溶液400毫升．

Answer 1

分析 发生3Cu+8HNO₃ =3Cu（NO₃）₂+4H₂O+2NO↑，
（1）根据方程式计算生成一氧化氮物质的量根据V=n×V_m计算；
（2）根据方程式计算消耗的硝酸，用原由硝酸减去消耗的即为剩余的硝酸；
（3）根据消耗的硝酸根转变为一氧化氮气体解答；
（4）根据氢离子和Cu²⁺都消耗氢氧根离子，求出氢氧化钠溶液的体积．

解答 解：（1）n（Cu）=$\frac{1.92g}{64g/mol}$=0.03mol，n（HNO₃）=V•c=0.5L×0.2 mol•L^-1=0.1 mol，
由3Cu+8HNO₃ =3Cu（NO₃）₂+4H₂O+2NO↑可知，稀硝酸过量，
设生成的一氧化氮物质的量为x，则
3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
  3                   2
0.03mol               x
生成NO的物质的量x=$\frac{2×0.03mol}{3}$=0.02mol，标准状况下所占的体积为V=n×V_m=0.02mol×22.4L/mol=0.448L，
故答案为：0.448L；
（2）设消耗硝酸的物质的量y
3Cu+8HNO₃ =3Cu（NO₃）₂ +2NO↑+4H₂O
  3        8
0.03mol    y
消耗硝酸的物质的量y=$\frac{0003mol×8}{3}$=0.08mol，则反应后溶液中H⁺的物质的量浓度是C=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.1mol-0.08mol}{0.5L}$=0.04mol/L，
故答案为：0.04mol/L；
（3）500mL0.2mol•L^-1的稀硝酸中n（NO₃^-）=0.1mol，由3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O可知，生成0.02molNO时消耗0.02mol硝酸根离子，反应后溶液中NO₃^-的物质的量为0.1mol-0.02mol=0.08mol，反应后溶液中NO₃^-的物质的量浓度是c=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.08mol}{0.5L}$=0.16mol/L，
故答案为：0.16mol/L；
（4）因剩余的氢离子需要0.02mol氢氧根离子中和，每1mol铜离子需要2mol氢氧根离子转化成氢氧化铜沉淀，这需要0.06mol氢氧根，所以一共需要的氢氧根离子0.02+0.06=0.08mol，也就是0.08mol氢氧化钠氢氧化钠体积为V=$\frac{n}{c}$=$\frac{0.02mol}{0.2mol/L}$=0.4L=400mL，
故答案为：400．

点评 本题考查化学反应方程式的计算，为高频考点，把握发生的反应及物质的量的关系为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意硝酸的性质、化学计算中的过量判断以及守恒法的运用，题目难度中等．