Question

将32.64 g铜与140mL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11.2 L。请回答：
（1）NO（标准状况下）的体积为______L，NO₂（标准状况下）的体积为_______L。
（2）待产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmL amol?L^-1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，则原硝酸溶液中HNO₃的浓度为_______mol?L^-1。
（3）欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO₃，至少需要质量分数为30%的双氧水_______g。

Answer 1

（1）5.824；5.376  

（2）

（3）57.8B

【试题分析】
解析：（1）设生成NO与NO₂分别xmol和ymol，则：n（Cu）=0.51mol，Cu→Cu²⁺，失去的电子总数为1.02mol，并全部供给N元素，使其被还原成NO与NO₂，所以有方程组：3x+y=1.02（电子守恒）x+y=11.2/22.4=0.5。
解得：x=0.26  y=0.24
所以，V（NO）=5.824 L、V（NO₂）=5.376L
（2）当溶液中的Cu²⁺恰好全部转化成Cu（OH）₂沉淀时，溶液中的阴、阳离子是Na⁺、，有：n（）=n（Na⁺）=n（NaOH）=aV×10^-3mol
又由N原子守恒，原溶液中HNO₃的物质的量为
n（HNO₃）=（aV×10^-3+0.5）mol
c（HNO₃）=（aV×10^-3+0.5）mol / 0.14L=mol?L^-1
（3）经转换可知：NO与NO₂在NaOH溶液中全部转化为NaNO₃，N元素化合价均升高为+5，则N失电子总数、铜失电子总数与H₂O₂氧化混合气体时得电子总数均相等。故有n（H₂O₂）=0.51mol，所以至少需要质量分数为30％的双氧水的质量为0.51mol×34g?mol^-1÷30％=57.8g。