Question

一定量的金屬 Cu完全溶于適量濃硝酸中，收集到混合氣體（含NO、N₂O₄、NO₂）共0.9mol．將上述氣體平均分為兩份，一份與標準狀況下4.48LO₂混合后，用水吸收，無氣體剩余；另一份恰好能被500mL 1mol/L NaOH溶液完全吸收，生成含NaNO₃和NaNO₂的鹽溶液，則其中NaNO₃的物質的量為（　　）

• A、0.25mol
• B、0.2mol
• C、0.15mol
• D、0.1mol

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算

專題：計算題

分析：一足量的Cu與一定量的濃HNO₃反應得到硝酸銅溶液和NO₂、N₂O₄、NO的混合氣體，混合氣體0.45mol與4.48L O₂（標準狀況）混合后通入水中，所有氣體恰好完全被水吸收生成硝酸，則Cu提供的電子物質的量等于氧氣獲得電子的物質的量，整個過程發生的反應較復雜，但從氧化還原反應電子得失的角度分析可以簡化為銅和氮間電子的轉移，銅和硝酸反應銅還原硝酸生成氮氧化合物，在NaOH溶液中氮氧化合物又轉化成NaNO₃和NaNO₂，我們可以認為銅將失去的電子給了硝酸在氫氧化鈉溶液中生成了NaNO₂，根據得失電子數目相等得到2n（Cu）=2n（NaNO₂），再根據鈉守恒計算硝酸鈉的物質的量．

解答： 解：4.48LO₂的物質的量為

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，NO₂、N₂O₄、NO的混合氣體0.45mol與4.48LO₂（標準狀況）混合后通入水中，所有氣體恰好完全被水吸收生成硝酸，根據電子轉移守恒，Cu提供的電子物質的量等于氧氣獲得電子的物質的量，故一半銅失去電子的物質的量=0.2mol×4=0.8mol．
用終態分析法容易看出只有兩種元素的價態有變化，其一是Cu→Cu（NO₃）₂，Cu元素化合價由0價升高為+2價，每個Cu原子失2個電子；另一個是HNO₃→NaNO₂，N元素由+5價降低為+3價，每個N原子得2個電子，HNO₃到NaNO₂共得到電子0.8mol，根據得失電子數目相等得到2n（Cu）=2n（NaNO₂），故產物中NaNO₂的物質的量為

0.8mol

2

=0.4mol，硝酸鈉的物質的量為：0.5L×1mol/L-0.4mol=0.1mol，
故選D．

點評：本題考查氧化還原反應的有關計算，難度中等，用終態分析法判斷失去的電子等于HNO₃到NaNO₂得到的電子是解題的關鍵．