Question

4．有某硫酸和硝酸的混合溶液20mL，其中含有硫酸的濃度為2mol•L^-1，含有硝酸的濃度為1mol•L^-1，現向其中加入0.96g銅粉，充分反應后（假設只生成NO氣體），最多可收集到標準狀況下的氣體的體積為（　　）

• A． 89.6 mL
• B． 112 mL
• C． 168 mL
• D． 224 mL

Answer 1

分析 銅與硝酸的反應生成的硝酸鹽，如果有酸存在時，NO₃^-和H⁺仍是稀硝酸環境中，銅可以繼續被稀硝酸氧化，稀硝酸被還原為NO氣體．所以可利用Cu和H⁺、NO₃^-離子之間的反應來計算．

解答 解：銅與稀硝酸反應的實質是3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H_²O，在溶液中每3molCu與8molH⁺完全反應生成2molNO氣體，
題中混合溶液中含H⁺物質的量為：0.04mol硫酸中含0.08mol，0.02mol硝酸中含0.02mol，所以溶液中共含0.10molH⁺，
0.96g銅的物質的量為$\frac{0.96g}{64g/mol}$=0.015mol，根據離子方程式量的關系，3Cu～8H⁺～2NO，0.015mol銅完全反應，消耗的氫離子物質的量為0.015mol×$\frac{8}{3}$×0.04mol，
顯然氫離子過量，銅離子完全反應，生成的NO氣體由銅的物質的量計算得出，氣體物質的量為0.01mol，
標準狀況下的0.01molNO的體積為：22.4L/mol×0.01L=0.224L=224mL，
故選D．

點評 本題主要考查硝酸的化學性質、化學方程式的過量計算、溶液中隱含條件的判斷，主要考查了硝酸根在溶液中有氫離子存在時，仍是稀硝酸具有強氧化性．