Question

1．研究氮及其化合物的性质具有极为重要的意义．
（1）NO_x能形成酸雨，写出NO₂转化为HNO₃的化学方程式：3NO₂+H₂O═2HNO₃+NO
（2）在含Cu⁺离子的酶的活化中，亚硝酸根 （NO₂^-）离子可转化为NO，写出Cu⁺和亚硝酸根离子在酸性水溶液中反应的离子方程式Cu⁺+NO₂^-+2H⁺=Cu²⁺+NO↑+H₂O．
（3）将38.4g铜与150mL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：
①NO₂的体积为3.36L．
②若铜与硝酸刚好反应完全，则原硝酸溶液的浓度为11.3mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮；
（2）Cu⁺具有还原性，NO₂^-具有氧化性，二者可发生氧化还原反应生成NO；
（3）①设NO的物质的量为x mol，则NO₂的物质的量为$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$-x mol=（0.5-x ）mol，再根据得失电子守恒，铜失去电子数等于氮得到电子数，求出x，进而求出V（NO₂）；
②根据氮原子守恒，n（HNO₃）=n（被还原HNO₃）+n（Cu（NO₃）₂）×2，求出原硝酸溶液的浓度．

解答 解：（1）二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，反应方程式为：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，
故答案为：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO；
（2）Cu⁺具有还原性，NO₂^-具有氧化性，二者可发生氧化还原反应生成NO，反应的离子方程式为Cu⁺+NO₂^-+2H⁺=Cu²⁺+NO↑+H₂O，
故答案为：Cu⁺+NO₂^-+2H⁺=Cu²⁺+NO↑+H₂O；
（3）设NO的物质的量为x mol，则NO₂的物质的量为$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$-x mol=（0.5-x ）mol，
因为 Cu-2e-═Cu²⁺，HNO₃+e^-═NO₂，HNO₃+3e^-═NO
根据得失电子守恒有$\frac{38.4g}{64g/mol}$×2=xmol×3+（0.5-x ）mol×1，
解得 x=0.35mol
NO₂的体积为（0.5-0.35）mol×22.4L•mol^-1=3.36L，
因为HNO₃～NO、HNO₃～NO₂，所以，由氮元素守恒可知：n（被还原HNO₃）=n（NO）+n（NO₂）=0.5mol；
38.4g铜与150mL一定浓度的硝酸恰好完全反应，溶液中的溶质全部为Cu（NO₃）₂，
由氮原子守恒：n（HNO₃）=n（被还原HNO₃）+n（Cu（NO₃）₂）×2=0.5mol+$\frac{38.4g}{64g/mol}$×2=1.7mol，
则原硝酸溶液的浓度为：c（HNO₃）=$\frac{1.7mol}{0.150L}$=11.3mol•L^-1，
故答案为：3.36；11.3．

点评 本题考查硝酸的性质及根据性质进行计算、氮的氧化物的性质及其对环境的影响，硝酸具有强氧化性和酸性，可以和不活泼金属如铜发生反应，既表现酸性又表现强氧化性，计算时注意守恒法的应用．