Question

1．將2.56g金屬銅投入到一定物質的量濃度的濃硝酸中，生成氣體顏色越來越淺，當恰好完全反應時，共收集到標準狀況下896mL氣體．
（1）寫出可能發生反應的化學方程式Cu+4HNO₃═Cu（NO₃）₂+NO₂↑+2H₂O、3Cu+8HNO₃═Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
（2）計算參加反應的硝酸的物質的量是多少？
（3）將盛有生成氣體的容器倒扣在水槽中，通入標準狀況下一定體積的O₂，恰好使氣體完全溶于水．則通入O₂的體積為多少？

Answer 1

分析 （1）隨著反應的進行，硝酸的物質的量濃度降低，反應生成的氣體顏色也變淺，發生Cu+4HNO₃═Cu（NO₃）₂+NO₂↑+2H₂O、3Cu+8HNO₃═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（2）由于反應前后銅原子守恒，所以硝酸銅的物質的量即為銅的物質的量；
（3）根據銅的量計算轉移電子的物質的量，以此可計算消耗氧氣的物質的量，進而計算體積．

解答 解：（1）隨著反應的進行，硝酸的物質的量濃度降低，反應生成的氣體顏色也變淺，先發生Cu+4HNO₃═Cu（NO₃）₂+NO₂↑+2H₂O，后發生3Cu+8HNO₃═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
故答案為：Cu+4HNO₃═Cu（NO₃）₂+NO₂↑+2H₂O、3Cu+8HNO₃═Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（2）n（NO₂）+n（NO）=$\frac{896×1{0}^{-3}L}{22.4L/mol}$=0.04mol，
即被還原的硝酸的物質的量為0.04mol，
n（Cu）=$\frac{2.56g}{64g/mol}$=0.04mol，則生成n（Cu（NO₃）₂）=0.04mol，
可知表現酸性的硝酸的物質的量為0.04mol×2=0.08mol，
則：參加反應的硝酸的物質的量為：0.04mol+0.08mol=0.12mol，
答：參加反應的硝酸的物質的量是0.12mol；
（3）n（Cu）=$\frac{2.56g}{64g/mol}$=0.04mol，轉移0.08mol電子，將盛有生成氣體的容器倒扣在水槽中，通入標準狀況下一定體積的O₂，氣體生成硝酸，
由HNO₃$\stackrel{Cu}{→}$（NO₂、NO）$\stackrel{O_{2}}{→}$HNO₃可知，反應消耗氧氣的物質的量為$\frac{0.08mol}{4}$=0.02mol，則體積為0.02mol×22.4L/mol=0.448L=448mL，
答；通入O₂的體積為448mL．

點評 本題考查氧化還原反應的計算，為高頻考點，把握反應中元素的化合價變化為解答的關鍵，側重分析、計算及應用能力的考查，注意電子守恒、原子守恒的應用，題目難度不大．