Question

将32g铜与200mL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）求混合气体中NO₂和NO的体积分别是多少；
（2）待产生的气体全部释放后，向溶液中加入300mL 5mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，求原有硝酸的物质的量浓度．

Answer 1

分析：（1）根据n=

m

M

计算32g铜的物质的量，根据n=

V

Vm

计算混合气体的物质的量，令混合气体中NO和NO₂物质的量分别为xmol、ymol，利用电子转移守恒、二者物质的量之和列方程，据此计算x、y的值，再根据v=nV_m计算NO、NO₂的体积；
（2）向反应后溶液中加入NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，此时溶液中溶质为NaNO₃，由钠离子守恒n（NaNO₃）=n（NaOH），根据氮原子守恒可知n（HNO₃）=n（NaNO₃）+n（NO₂+NO），再根据c=

n

V

计算．

解答：解：（1）32g铜的物质的量为

32g

64g/mol

=0.5mol，11.2L混合气体的物质的量为

11.2L

22.4L/mol

=0.5mol，
令混合气体中NO和NO₂物质的量分别为xmol、ymol，
由电子转移守恒有：3x+y=0.5×2，
由二者物质的量之和：x+y=0.5
联立方程，解得x=0.25，y=0.25，
故NO的体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L，
NO₂的体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L，
答：混合气体中NO₂和NO的体积分别为5.6L、5.6L；
（2）向反应后溶液中加入NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，此时溶液中溶质为NaNO₃，由钠离子守恒n（NaNO₃）=n（NaOH）=0.3L×5mol/L=1.5mol，根据氮原子守恒可知n（HNO₃）=n（NaNO₃）+n（NO₂+NO）=1.5mol+0.5mol=2mol，故原有硝酸的物质的量浓度为

2mol

0.2L

=10mol/L，
答：原有硝酸的物质的量浓度为10mol/L．

点评：本题考查方程式的有关计算，难度中等，注意利用原子守恒、电子转移守恒进行的计算．