Question

在50mL a mol?L^-1的硝酸溶液中，加入6.4g Cu，全部溶解，假设硝酸的还原产物只有NO₂和NO，将反应后溶液用蒸馏水稀释至100mL时测得c（NO₃^-）=3mol?L^-1．
（1）求稀释后的溶液的pH______．
（2）若a=9，则生成的气体中NO₂的物质的量为______mol．
（3）治理氮氧化物污染的方法之一是用NaOH溶液进行吸收，反应原理如下：
NO₂+NO+2NaOH=2NaNO₂+H₂O　　　　　 2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O
若将上述的NO₂和NO的混合气体通入1mol?L^-1的NaOH恰好被吸收，求NaOH溶液的体积为______mL？

Answer 1

解：（1）6.4g Cu的物质的量为=0.1mol，所以溶液n（Cu²⁺）=n（Cu）=0.1mol，溶液中c（NO₃^-）=c（H⁺）+2c（Cu²⁺），所以溶液中c（H⁺）=2c（Cu²⁺）-c（NO₃^-）=×2-3mol/L=1mol/L，所以入PH=-lg1=0．
故答案为：0．
（2）根据N元素守恒，可知n（NO₂）+n（NO）=n_硝酸溶液（HNO₃）-n_{反应后溶液}（NO₃^-）=0.05L×9mol/L=0.45mol-0.1L×3mol/L=0.15mol，令NO₂、NO的物质的量分别为xmol、ymol，则：
，解得，x=0.125，y=0.025．
故答案为：0.125．
（3）反应后为NaNO₂、NaNO₃混合溶液，根据N元素守恒可知，n（NaNO₂）+n（NaNO₃）=n（NO₂）+n（NO）=0.15mol，根据钠元素守恒可知，n（NaOH）=n（NaNO₂）+n（NaNO₃）=0.15mol，NaOH溶液的体积为=0.15L=150mL．
故答案为：150．
分析：（1）溶液c（Cu²⁺）=n（Cu），由电荷守恒可知溶液中c（NO₃^-）=c（H⁺）+2c（Cu²⁺），据此计算c（H⁺），代入PH=-lgc（H⁺）计算．
（2）根据N元素守恒，可知n（NO₂）+n（NO）=n_硝酸溶液（HNO₃）-n_{反应后溶液}（NO₃^-），令NO₂、NO的物质的量分别为xmol、ymol，利用电子转移守恒、二者的物质的量之和列方程计算．
（3）反应后为NaNO₂、NaNO₃混合溶液，根据N元素守恒可知，n（NaNO₂）+n（NaNO₃）=n（NO₂）+n（NO），根据钠元素守恒可知，n（NaOH）=n（NaNO₂）+n（NaNO₃），再根据V=计算．
点评：考查氧化还原反应计算、溶液PH计算、根据方程式计算等，难度中等，注意守恒思想在氧化还原反应计算中的运用．