Question

3.2 g Cu与过量硝酸(a mol·L^-1，30 mL)充分反应。硝酸的还原产物只有NO₂、NO。反应后溶液中含H⁺为0.1 mol。

(1)此时溶液中所含为_______________mol。

(2)求生成的气体中NO₂和NO的物质的量(用含有a的式子表示)。

(3)用NaOH溶液吸收产生的气体，原理为：2NO₂+2NaOH====NaNO₃+NaNO₂+H₂O，NO₂+NO+2NaOH====2NaNO₂+H₂O。

若生成的混合气体能被NaOH完全吸收，试讨论a的取值范围。

Answer 1

(1)0.2

(2)(0.045a-0.35) mol，(0.15-0.015a)mol

(3)8.3≤a＜10

解析:

(1)利用溶液中电荷守恒：n()×1=n(Cu²⁺)×2+n(H⁺)×1，所以，n()=0.2 mol

(2)设生成气体中NO₂、NO的物质的量分别为X、Y。

由得失电子守恒：X+3Y=0.1 mol

由“N”元素守恒：X+Y=(0.03a-0.2) mol

解得：X=(0.045a-0.35) mol；Y=(0.15-0.015a) mol 。

(3)根据题给信息，完全吸收的条件是n(NO₂)≥n(NO)时，才可能被完全吸收。

所以，首先是要保证产生NO、NO₂，则列式为①②式：

X＞0得：a＞7.8①

Y＞0得：a＜10②

再由必须完全吸收的条件列③式：

X≥Y得：a≥8.3③

所以，三式联立解不等式组，得到a的取值范围：8.3≤a＜10。