Question

18．将32.64g铜与140mL-定浓度的硝酸反应．铜完全溶解产生的NO和N0₂混合气体在标准状况下的体积为11.2L，请计算并写出计算过程：
（1）转移电子的个数．
（2）N0和N0₂的体积．
（3）待产生的气体全部释放后．向溶液中加入vmLamol•L^-1的NaOH溶液．恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化为沉淀．则原硝酸溶液的浓度．

Answer 1

分析 （1）根据题意计算32.64g铜的物质的量，在反应中Cu失去的电子的物质的量即为转移电子的物质的量；
（2）令NO和NO₂的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者体积及电子转移守恒列方程计算，再根据V=nV_m计算各自体积；
（3）加入氢氧化钠恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，此时溶液中溶质为NaNO₃，根据钠离子守恒有：n（NaNO₃）=n（NaOH），由N原子守恒可知：n（HNO₃）=n（NaNO₃）+n（NO和NO₂），再根据c=$\frac{n}{V}$计算．

解答 解：（1）32.64g铜的物质的量为$\frac{32.64g}{64g/mol}$=0.51mol，在反应中失去的电子的物质的量为2×0.51mol=1.02mol，所以转移电子的物质的量是1.02mol，数目是1.02mol×6.02×10²³=6.1404×10²³，答：转移电子的个数6.1404×10²³；
（2）32.64g铜的物质的量为$\frac{32.64g}{64g/mol}$=0.51mol，在反应中失去的电子的物质的量为2×0.51mol=1.02mol，11.2L混合气体的物质的量为0.5mol，
令NO和NO₂的物质的量分别为xmol、ymol，则：x+y=0.5，3x+y=1.0，解得x=0.26、y=0.24，NO的体积=0.26mol×22.4L/mol=5.824L
NO₂的体积=0.24mol×22.4L/mol=5.376L，
答：NO的体积为5.824L，NO₂的体积为5.376L；
（3）加入氢氧化钠恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，此时溶液中溶质为NaNO₃，根据钠离子守恒有：n（NaNO₃）=n（NaOH）=V×10^-3L×amol/L=aV×10^-3 mol，由N原子守恒可知：n（HNO₃）=n（NaNO₃）+n（NO和NO₂）=aV×10^-3 mol+0.5mol=（aV×10^-3+0.5）mol，故硝酸的物质的量浓度=$\frac{aV×1{0}^{-3}+0.5}{0.14}$mol/L=$\frac{0.1aV+50}{14}$mol/L，
答：原硝酸溶液的浓度为$\frac{0.1aV+50}{14}$mol/L．

点评 本题考查化学方程式计算，难度不大，注意利用氧化还原反应规律以及元素守恒思想进行解答是关键．