Question

1．将16g铜与100mL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5.6L．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120mL5mol/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）计算NO和NO₂混合气体的物质的量，根据电子转移守恒及二者物质的量之和列方程计算各自物质的量，再根据V=nV_m计算；
（2）向溶液中加入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，根据钠离子守恒计算n（NaNO₃），再根据氮元素守恒计算n（HNO₃），进而计算原硝酸的物质的量浓度．

解答 解：（1）NO和NO₂混合气体的物质的量为$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，Cu的物质的量为$\frac{16g}{64g/mol}$=0.25mol，
设NO和NO₂的物质的量分别为xmol、ymol，根据电子转移守恒及二者物质的量之和，则：
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.25}\\{3x+y=0.25×2}\end{array}\right.$
解得x=y=0.125mol
故V（NO）=V（NO₂）=0.125mol×22.4L/mol=2.8L，
答：混合气体中NO₂和NO的体积分别是2.8L、2.8L；
（2）向溶液中加入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，根据钠离子守恒n（NaNO₃）=n（NaOH）=0.12L×5mol/L=0.6mol，根据氮元素守恒n（HNO₃）=n（NaNO₃）+n（NO和NO₂）=0.6mol+0.25mol=0.85mol，故原硝酸的物质的量浓度为$\frac{0.85mol}{0.1L}$=8.5mol/L，
答：原硝酸的物质的量浓度为8.5mol/L．

点评 本题考查化学反应方程式及氧化还原反应的计算，为高频考点，注意根据电子转移守恒、原子守恒进行解答，侧重于分析与计算能力的考查，题目难度中等．