Question

將32.64 g銅與140 mL一定濃度的硝酸反應，銅完全溶解產生的NO和NO₂混合氣體在標準狀況下的體積為11.2 L。請回答：

(1)NO的體積為__________L，NO₂的體積為__________L。

(2)待產生的氣體全部釋放后，向溶液中加入V mL a mol·L^-1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部轉化成沉淀，則原硝酸溶液的濃度為__________mol·L^-1。

(3)欲使銅與硝酸反應生成的氣體在NaOH溶液中全部轉化為NaNO₃，至少需要30%的雙氧水__________g。

Answer 1

解析:(1)設混合氣體中NO的物質的量為x，NO₂的物質的量為y。可得：

x+y=0.5 mol(根據氣體的總體積為11.2 L)

3x+y=0.51 mol×2(根據“得、失電子數相等”，左邊為N得電子數，右邊為Cu失電子數)

解方程組得x=0.26 mol，y=0.24 mol。

所以NO的體積為0.26 mol×22.4 L· mol^-1=5.8 L；NO₂的體積為11.2 L-5.8 L=5.4 L。

(2)根據質量守恒定律考慮。HNO₃在反應中要么變成氣體，要么以的形式留在溶液中。

容易算出變成氣體的HNO₃的物質的量為0.5 mol；

    加入NaOH溶液至正好使溶液中的Cu²⁺全部轉化為沉淀，則溶液中只有NaNO₃，其物質的量為10^-3aV mol，也就是以形式留在溶液中的HNO₃的物質的量為10^-3aV mol。

所以，HNO₃的濃度為。

(3)NO、NO₂變成NaNO₃失去的電子總數需等于Cu與HNO₃反應時失去電子的總數0.51 mol×2=1.02 mol。

    需要用作氧化劑的H₂O₂的物質的量為0.51 mol，也就是需要30％H₂O₂溶液的質量為：

答案:(1)5.8  5.4  (2)(aV·10^-3+0.5)/0.14  (3)57.8