Question

【题目】某课外兴趣小组成员为研究金属铜与强酸的反应 ，将6.4g铜粉分为两等份，进行了如下实验，请完成有关计算。

(1)取其中一份铜粉投入200mL氢离子浓度为 1molL-1 硫酸和硝酸混合液中，微热使反应充分完成后，生成一氧化氮气体448mL(标准状况)。则反应前混合溶液中硫酸的物质的量浓度为_________(写出计算过程)。

(2)用NaOH溶液吸收氮氧化物是防止NO2污染的一种方法。原理为2NO2 + 2NaOH=NaNO3 + NaNO2 + H2O，NO + NO2 + 2NaOH=2NaNO2 + H2O。取另一份铜粉溶于过量的硝酸溶液，假设硝酸的还原产物只有一氧化氮和二氧化氮，生成的混合气体能被amol NaOH溶液完全吸收，试讨论a的取值范围：_____。

Answer 1

【答案】0.45mol·L-1 a≥0.1

【解析】

（1）200mL氢离子浓度为1mol·L-1的混合液中含有氢离子的物质的量为：n（H＋）=0.2L×1mol·L－1=0.2mol，

3.2g铜粉物质的量为：=0.05mol，NO的物质的量为：=0.02mol，根据3Cu+8H＋+2NO3－=3Cu2＋+2NO↑+3H2O可知，生成0.02molNO，需要铜0.03mol、H＋为0.04mol，所以铜、H＋过量，硝酸不足，硝酸完全反应，

根据氮元素守恒可知，溶液中n（HNO3）=n（NO）=0.02mol，0.02mol硝酸中含有0.02mol氢离子，则硫酸中含有的氢离子的物质的量为：0.2mol-0.02mol=0.18mol，则硫酸的物质的量浓度为：=0.45mol·L-1；

故答案为：0.45mol·L-1；

（2）0.05molCu如全生成NO，根据3Cu+8H＋+2NO3－=3Cu2＋+2NO↑+3H2O得NO为 =，0.05molCu如全生成NO2，根据Cu+4H＋+2NO3－=Cu2＋+2NO2↑+2H2O得NO2为 =0.1mol，根据2NO2 + 2NaOH=NaNO3 + NaNO2 + H2O，NO + NO2 + 2NaOH=2NaNO2 + H2O，无论生成NaNO3 还是 NaNO2，Na与N的物质的量比为1:1，有1mol一氧化氮和二氧化氮的混合气体，就需要1molNaOH，生成的混合气体能被amol NaOH溶液完全吸收，a的取值范围：a≥0.1；

故答案为：a≥0.1。