Question

硝酸與金屬反應是硝酸的重要化學性質之一，請閱讀下文并解答有關問題。

（1）ag銅與bmL濃HNO₃充分反應后得到V₁ L紅棕色氣體X，且溶液中余下cg銅；再將此紅棕色氣體通過水變成V₂ L無色氣體Y（氣體已轉換成標準狀況下的體積，設題中產生的氮的化合物分子中均含有一個氮原子。）

①當反應生成X氣體時有多少克氮元素被還原？

②計算X氣體中各組分的物質的量。

（2）若在(1)反應余下的溶液中加入過量的稀H₂SO₄使留下的cg銅恰好完全溶解;此時溶液中只留下一種鹽。

①寫出此時發生的化學反應方程式

②計算a與c的質量比及濃HNO₃的物質的量濃度

 

Answer 1

【答案】

①，②NO₂: (3V₁-3V₂)/44.8  NO: (3V₂-V₁)/44.8（各2分）

(2) ① 3Cu+Cu(NO₃)₂+4H₂SO₄ ==4CuSO₄+2NO↑+4H₂O;

② 4:3;

【解析】

試題分析：解：濃硝酸與銅反應生產了二氧化氮和硝酸銅和水，硝酸中氮元素被還原為二氧化氮和一氧化氮，所以生成X氣體時被還原的氮元素的克數為：  

②由題可以知道，銅剩余，所以在反應過程中硝酸的濃度越來越稀，所以反應的產物為二氧化氮和一氧化氮的混合物，設二氧化氮的體積為a，則一氧化氮為V₁ –a，

而二氧化氮與水的反應為:

3NO₂＋H₂O=2HNO₃＋NO  

3              1    

a              b     

3/1=a/b，b=1/3a，所以V₁ –a+1/3a=V₂ ，故a= (3V₁-3V₂)/2，

即NO₂的物質的量為：(3V₁-3V₂)/44.8mol

NO的物質的量為：(3V₂-V₁)/44.8mol

(2) ① 該反應為：3Cu+Cu(NO₃)₂+4H₂SO₄ ==4CuSO₄+2NO↑+4H₂O；

②因為溶液中只剩下一種鹽，硝酸銅恰好與銅完全反應，

故原來的a：c=（3+1）：3=4：3；

硝酸跟的物質的量n=a/128

根據物料守恒可以知道硝酸的物質的量為N元素的物質的量，

故硝酸的物質的量n=(3V₁-3V₂)/44.8+(3V₂-V₁)/44.8+a/128=（V₁/22.4+a/128）mol；

所以濃硝酸的濃度c=。

考點：硝酸與金屬反應

點評：本題考查了硝酸與金屬的反應的計算，該計算題有一定的技巧性，難度比較大。