Question

（2009?南京二模）某同学对Cu与HNO₃的反应进行如下探究．请回答有关问题．
（1）用如图所示装置制取NO，验证U型管中生成的气体是NO的实验方法是

打开分液漏斗的活塞，观察无色气体在分液漏斗变为红棕色，即证明管中生成的是NO

．
（2）将0.64g Cu全部溶于一定量的浓HNO₃中，测得生成气体0.009mol（含NO、NO₂和N₂O₄），共消耗HNO₃ 0.032mol．将生成的气体与空气混合，再通入NaOH溶液中，氮氧化物被完全吸收，产物只有NaNO₃和H₂O．
①计算空气中参加反应的O₂在标准状况下的体积为

112

mL．
②计算0.009mol 混合气体中N₂O₄的物质的量（写出计算过程）

设NO为xmol，NO₂为ymol，N₂O₄为zmol，则：
x+y+z=0.009；
根据N元素守恒有，x+y+2z+0.01×2=0.032，
联立方程解得：z=0.003．

．

Answer 1

分析：（1）打开分液漏斗的活塞，观察无色气体在分液漏斗变为红棕色，即证明管中生成的是NO．
（2）①0.64g的Cu即0.01mol，全部反应，失去电子0.02mol，则N元素获得电子共0.02mol，生成了NO、NO₂和N₂O₄，但是，将气体与O₂通入NaOH，则这些气体又被O₂氧化成NO₃^-，即O₂共获得电子0.02mol，据此计算O₂物质的量，根据V=nVm计算O₂体积．
②设NO为xmol，NO₂为ymol，N₂O₄为zmol，所以有x+y+z=0.009；根据N元素守恒有，x+y+2z+0.01×2=0.032，联立方程计算．

解答：解：（1）打开分液漏斗的活塞，观察无色气体在分液漏斗变为红棕色，即证明管中生成的是NO，
故答案为：打开分液漏斗的活塞，观察无色气体在分液漏斗变为红棕色，即证明管中生成的是NO；
（2）①0.64gCu的物质的量为

0.64g

64g/mol

=0.01mol，全部反应失去电子为0.01mol×2=0.02mol，则N元素获得电子共0.02mol，生成了NO、NO₂和N₂O₄，但是，将气体与O₂通入NaOH，则这些气体又被O₂氧化成NO₃^-，即O₂共获得电子0.02mol，O₂物质的量为

0.02mol

4

=0.005mol，标准状况下O₂体积为0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL，
故答案为：112；
②设NO为xmol，NO₂为ymol，N₂O₄为zmol，则：
x+y+z=0.009；
根据N元素守恒有，x+y+2z+0.01×2=0.032，
联立方程解得：z=0.003．
故答案为：设NO为xmol，NO₂为ymol，N₂O₄为zmol，则：
x+y+z=0.009；
根据N元素守恒有，x+y+2z+0.01×2=0.032，
联立方程解得：z=0.003．

点评：本题考查混合计算等，难度中等，（2）中①判断O₂共获得电子等于铜失去的电子是关键．