Question

将32g铜与600 mL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：标况下，NO和NO₂的体积各为多少L？

Answer 1

解：n(NO₂)+n(NO)=V/V_m="11.2L" / 22.4L/mol=0.5mol
设NO₂为xmol，NO为(0.5-x)mol                            2分
Cu+4HNO₃(浓)=Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O
x/2                          x                             2分
3Cu+8HNO₃(稀)=3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O
3/2（0.5-x）                    0.5-x                          2分
[x/2+3/2(0.5-x)]×64=32
x=0.25                                        2分
所以V(NO₂)=0.25mol×22.4L/mol=5.6L
V(NO)=0.25mol×22.4L/mol=5.6L                      2分
答：NO和NO₂的体积各为5.6L。

试题分析：铜与浓硝酸反应生成NO₂气体，随着反应的进行，浓硝酸变为稀硝酸，铜与稀硝酸反应生成NO气体；由m/M可知反应共消耗的n(Cu)=0.5mol，设与浓硝酸反应的n(Cu)=xmol，则与稀硝酸反应的n(Cu)=(0.5—x)mol；由V/Vm可知反应共生成的n(混合气体)=0.5mol，设浓硝酸反应生成的n(NO₂)=ymol，与稀硝酸反应生成的n(NO)=(0.5—y)mol；Cu+4HNO₃(浓)=Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O中NO₂与Cu的物质的量之比等于系数之比，则y=2x；而3Cu+8HNO₃(稀)=3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O中NO与Cu的物质的量之比等于系数之比，则(0.5—y)/ (0.5—x)=2/3；解上述方程组可知，x=1/8，y=1/4，则n(NO)=0.25mol，n(NO₂)=0.25mol；由n?V_m可知V(NO)=5.6L，V(NO₂)=5.6L。