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【题目】将32.64g铜与140mL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)NO的体积,NO2的体积?
(2)待产生的气体全部释放后,向溶液加入VmL a mol/L的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,求原硝酸溶液的浓度?
(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3 , 至少需要30%的双氧水多少克?

【答案】
(1)解:32.64g铜的物质的量为 =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:

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


(2)解:将铜离子完全转化为硝酸钠时,根据钠原子守恒得n(NaOH)=n(NaNO3)=0.001aVmol,根据硝酸根离子守恒得起酸作用的硝酸的物质的量=0.001aVmol,根据N原子守恒作氧化剂的硝酸的物质的量=0.5mol,所以硝酸的物质的量浓度= = mol/L,

答:原硝酸溶液的浓度 mol/L


(3)解:设需要30%的双氧水mg,根据电子得失守恒,有:0.26×3+0.24×1=0.51×2=30%× ×2,解得:m=57.8,答:需要30%的双氧水57.8克
【解析】(1)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=nVm计算各自体积;(1)n(Cu)= =0.51mol,氮氧化物的物质的量= =0.5mol,根据得失电子守恒计算二者的物质的量,再根据M= 计算其平均摩尔质量;(2)根据N原子守恒计算作氧化剂的硝酸的物质的量,根据硝酸钠的化学式计算起酸作用的硝酸,再根据物质的量浓度公式计算硝酸的物质的量浓度;(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3 , 结合(1)根据得失电子守恒分析,或者硝酸钠中的氮是+5价,所以铜失电子全部给铜来求解.

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