Question

38.4 mg铜与一定量的浓硝酸反应，铜全部反应后，共收集到气体22.4 mL（标准状况），反应消耗硝酸的物质的量是

1. A.
   1×10^-3 mol
2. B.
   1.6×10^-3 mol
3. C.
   2.2×10^-3 mol
4. D.
   2.4×10^-3 mol

Answer 1

C
解法1（极值法）：若全部为NO₂，根据化学反应方程式得其体积应为：
×2×22.4 L·mol^-1=26.88×10^-3 L="26.88" mL。
故产生的气体为NO₂和NO混合气。
若按Cu+4HNO₃====Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O考虑，消耗HNO₃量最大，
n（HNO₃）=0.6×10^-3 mol×4=2.4×10^-3 mol
若按3Cu+8HNO₃====3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O考虑，消耗HNO₃量最少：
n（HNO₃）=×0.6×10^-3 mol=1.6×10^-3 mol
实际消耗硝酸介于1.6×10^-3 mol与2.4×10^-3 mol之间。正确答案为C。
解法2（列方程求解）：假设生成NO₂物质的量为x，NO物质的量为y。
Cu+4HNO₃====Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O
1  4                  2
 2x                 x
3Cu+8HNO₃====3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
3   8                   2
y 4y                  y
依题有：
x=9×10^-4 mol  y=10^-4 mol
所以消耗的HNO₃物质的量：2x+4y=2×9×10^-4 mol+4×10^-4 mol=2.2×10^-3 mol
选择C。
解法3（N守恒法）：
反应中被还原的HNO₃的物质的量为n（NO_x）==10^-3 mol
反应中起酸性作用的硝酸的物质的量为2n〔Cu（NO₃）₂〕=2×=1.2×10^-3 mol
反应中共消耗硝酸的总物质的量=1.0×10^-3 mol+1.2×10^-3 mol=2.2×10^-3 mol
选择C。