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【题目】(1)在浓硝酸中放入铜片。

①开始反应的化学方程式为 _____________________________________

②若铜有剩余,则反应将要结束时的反应的离子方程式是 _______________________

③待反应停止后,再加入少量的25%的稀硫酸,这时铜片上又有气泡产生,其原因是 ____________

(2)100mL混合酸中,c(HNO3) = 0.4mol·L-1 c(H2SO4) = 0.2mol·L-1,向其中加入2.56g铜粉,微热,待充分反应后,溶液中Cu2的物质的量浓度为______________

(3)8g Fe置于40ml硝酸中微热,生成气体的颜色由深变浅,充分反应后得到标况下1.792L的气体(假设只有NONO2两种成分),此时剩余2.4g固体,①反应中被还原和未被还原的硝酸的物质的量之比为___________,②NONO2体积之比为___________

【答案】Cu4HNO3===Cu(NO3)22NO22H2O 3Cu8H2NO3-===3Cu22NO↑4H2O 硝酸铜提供硝酸根离子,稀硫酸提供氢离子,铜可以继续反应 0.3mol·L-1 25 3:1

【解析】

1)①浓硝酸和铜反应生成硝酸铜、二氧化氮和水;

②浓硝酸和铜反应随反应进行浓度变稀,铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水;

③铜有剩余说明硝酸全部反应,加入硫酸提供氢离子在溶液中和硝酸根离子形成稀硝酸;

2)由题意可知,CuNO3-过量, H+完全反应;

3)由题意可知铁过量,反应生成硝酸亚铁、二氧化氮、一氧化氮和水,依据原子个数和得失电子数目守恒计算可得。

1)①浓硝酸和铜反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,反应的化学方程式为:Cu+4HNO3(浓)═CuNO32+2NO2+2H2O,故答案为:Cu+4HNO3(浓)═CuNO32+2NO2+2H2O

②浓硝酸和铜反应随反应进行浓度变稀,铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,反应的离子方程式为:3Cu8H2NO3-=3Cu22NO↑4H2O,故答案为:3Cu8H2NO3-=3Cu22NO↑4H2O

③铜有剩余说明硝酸全部反应,生成的硝酸铜提供硝酸根离子,加入的硫酸提供氢离子,铜可以继续反应生成一氧化氮气体。故答案为:硝酸铜提供硝酸根离子,稀硫酸提供氢离子,铜可以继续反应;

2)由题意可知,nHNO3=0.1L×0.4mol/L=0.04molnH2SO4=0.1L×0.2moL/L=0.02moLnH+=0.04moL+2×0.02moL=0.08molnCu= =0.04mol,由离子方程式可知,CuNO3-过量, H+完全反应,则生成的nCu2+===0.03mol,所以,cCu2+=0.3mol/L。故答案为:0.3mol/L

3)由题意将8g Fe置于40ml硝酸中微热,生成气体的颜色由深变浅,充分反应后得到标况下1.792L的气体,此时剩余2.4g固体可知,反应中Fe过量,与硝酸反应生成硝酸亚铁、二氧化氮、一氧化氮和水,反应中消耗n(Fe)==0.1mol,由铁原子个数守恒可知n[FeNO32]= 0.1mol,未被还原的硝酸为0.2mol;由反应后得到标况下1.792L的气体,可知一氧化氮和二氧化氮的物质的量为=0.08mol,由氮原子个数守恒,被还原的硝酸的物质的量为0.08 mol,被还原和未被还原的硝酸的物质的量之比为0.08 mol0.2mol=2:5;设混合气体则NOxmolNO2为(0.08-xmol,由得失电子数目守恒可得:3x+0.08-x=0.2,解得x=0.06mol。相同条件下,气体的物质的量之比等于体积之比,则NONO2体积比为31,答:2:531

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请回答:

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① 该反应化学平衡常数K的表达式是____________________

②0~9min时间内,该反应的平均反应速率ν(H2) =_______

③在相同条件下,密闭容器的体积缩小至0.5 L时,此反应达平衡时放出的热量(Q)可能是________(填字母序号)kJ。

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