Question

3．在500mL0.2mol•L^-1的稀硝酸中加入1.92克銅片，讓其充分反應．試求（假定溶液體積不變）
（1）產生氣體在標準狀況下體積0.448L
（2）溶液中H⁺的物質的量濃度0.04mol/L
（3）溶液中NO^-₃的物質的量濃度0.16mol/L
（4）若要使溶液中Cu²⁺全部轉化為Cu（OH）₂沉淀，應加入0.2mol/L的氫氧化鈉溶液400毫升．

Answer 1

分析 發生3Cu+8HNO₃ =3Cu（NO₃）₂+4H₂O+2NO↑，
（1）根據方程式計算生成一氧化氮物質的量根據V=n×V_m計算；
（2）根據方程式計算消耗的硝酸，用原由硝酸減去消耗的即為剩余的硝酸；
（3）根據消耗的硝酸根轉變為一氧化氮氣體解答；
（4）根據氫離子和Cu²⁺都消耗氫氧根離子，求出氫氧化鈉溶液的體積．

解答 解：（1）n（Cu）=$\frac{1.92g}{64g/mol}$=0.03mol，n（HNO₃）=V•c=0.5L×0.2 mol•L^-1=0.1 mol，
由3Cu+8HNO₃ =3Cu（NO₃）₂+4H₂O+2NO↑可知，稀硝酸過量，
設生成的一氧化氮物質的量為x，則
3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
  3                   2
0.03mol               x
生成NO的物質的量x=$\frac{2×0.03mol}{3}$=0.02mol，標準狀況下所占的體積為V=n×V_m=0.02mol×22.4L/mol=0.448L，
故答案為：0.448L；
（2）設消耗硝酸的物質的量y
3Cu+8HNO₃ =3Cu（NO₃）₂ +2NO↑+4H₂O
  3        8
0.03mol    y
消耗硝酸的物質的量y=$\frac{0003mol×8}{3}$=0.08mol，則反應后溶液中H⁺的物質的量濃度是C=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.1mol-0.08mol}{0.5L}$=0.04mol/L，
故答案為：0.04mol/L；
（3）500mL0.2mol•L^-1的稀硝酸中n（NO₃^-）=0.1mol，由3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O可知，生成0.02molNO時消耗0.02mol硝酸根離子，反應后溶液中NO₃^-的物質的量為0.1mol-0.02mol=0.08mol，反應后溶液中NO₃^-的物質的量濃度是c=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.08mol}{0.5L}$=0.16mol/L，
故答案為：0.16mol/L；
（4）因剩余的氫離子需要0.02mol氫氧根離子中和，每1mol銅離子需要2mol氫氧根離子轉化成氫氧化銅沉淀，這需要0.06mol氫氧根，所以一共需要的氫氧根離子0.02+0.06=0.08mol，也就是0.08mol氫氧化鈉氫氧化鈉體積為V=$\frac{n}{c}$=$\frac{0.02mol}{0.2mol/L}$=0.4L=400mL，
故答案為：400．

點評 本題考查化學反應方程式的計算，為高頻考點，把握發生的反應及物質的量的關系為解答的關鍵，側重分析與計算能力的考查，注意硝酸的性質、化學計算中的過量判斷以及守恒法的運用，題目難度中等．