Question

32 g銅和一定量濃硝酸反應，當銅完全溶解時，產生的氣體在標準狀況下的體積為11.2 L（N₂O₄的存在忽略不計）。

（1）計算反應中消耗硝酸的物質的量。

（2）通過計算確定氣體中各成分的體積。

Answer 1

（1）1.5  mol  (2)V(NO)=5.6 L  V(NO₂)=5.6 L

解析：(1)不論11.2 L氣體為NO或NO₂，還是NO和NO₂的混合氣體，物質的量n(NO_x)=11.2 L÷22.4 L·mol^-1=0.5 mol

由N元素守恒可得：

n(HNO₃)=2n［Cu(NO₃)₂］+n(NO_x)=2n(Cu)+n(NO_x)=2×32 g÷64 g·mol^-1+0.5 mol=1.5 mol。

（2）設NO的物質的量為x

解法一：由得失電子守恒可得：

32 g÷64 g·mol^-1×2=x×3+(0.5 mol-x)×1

解得：x=0.25 mol,則V（NO）=0.25 mol×22.4 L·mol^-1=5.6 L,V(NO₂)=11.2 L-5.6 L=5.6 L。

解法二：由方程式可得如下關系式：Cu—2NO₂,3Cu—2NO。由Cu守恒得：（0.5 mol-x）÷2+3x÷2=32 g÷64 g·mol^-1解得x=0.25 mol,則V(NO)=0.25 mol×22.4 L·mol^-1=5.6 L,V(NO₂)=11.2 L-5.6 L=5.6 L。