Question

將3.84g銅置入一定量的濃硝酸中，并微熱，隨著銅的不斷減少，反應生成的氣顏色逐漸變淺，當銅反應完畢時（銅片完全消失），共收集到2.24L氣體（標準狀況），求：
（1）上述過程中，有關反應的離子方程式為

 

；

 

．
（2）反應中被還原的HNO₃的物質的量是

 

mol．生成的NO與 NO₂物質的量之比為

 

．
（3）將收集上述氣體的容器倒扣在盛有水的水槽中，并向其中緩慢通入O₂，使其充分反應，若要使水恰好充滿容器，理論上需要

 

摩爾O₂參加反應．

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算

專題：計算題

分析：（1）發生反應為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（2）反應中被還原的HNO₃生成NO、NO₂混合氣體，由氮原子守恒計算被還原的硝酸；
設混合氣體中NO₂、NO的物質的量分別為xmol、ymol，根據電子轉移守恒及二者體積列方程計算；
（3）反應又生成HNO₃，縱觀整個過程可知，銅提供的電子等于氧氣獲得的電子，據此計算需要氧氣的物質的量．

解答： 解：（1）發生的反應為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，對應的反應離子方程式為：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O、3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+4H₂O+2NO↑，
故答案為：Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO₂↑+2H₂O；3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+4H₂O+2NO↑
（2）反應中被還原的HNO₃生成NO、NO₂混合氣體，混合氣體的物質的量=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，由氮原子守恒可知，n_被還原（HNO₃）=n（NO、NO₂）=0.1mol；
銅的物質的量=

3.84

64g/mol

=0.06mol，設混合氣體中NO₂、NO的物質的量分別為xmol、ymol，根據電子轉移守恒及二者體積，可得：

x+y=0.1 x+3y=0.06×2

，解得x=0.09、y=0.01
故生成的NO與 NO₂物質的量之比=0.01mol：0.09mol=1：9，
故答案為：0.1；1：9；
故二氧化氮的體積=1mol×22.4L/mol=22.4L，NO的體積=1mol×22.4L/mol=22.4L，
答：混合氣體中NO₂、NO的體積均為22.4L/mol；
（3）反應又生成HNO₃，縱觀整個過程可知，銅提供的電子等于氧氣獲得的電子，由電子守恒可知，故需要氧氣的物質的量為

0.06mol×2

4

=0.03mol，
故答案為：0.03．

點評：本題考查化學方程式計算、氧化還原反應的計算，難度中等，注意根據原子守恒、電子轉移守恒進行的計算，注意（3）利用方程式進行計算，比較麻煩，為易錯點、難點．