Question

10．1.92g銅和一定量的濃HNO₃反應，隨著銅的不斷減少，反應生成的氣體顏色逐漸變淺，當銅反應完畢時，共收集到氣體1.12L（標準狀況）．求：
（1）反應消耗的HNO₃的物質的量．
（2）反應生成的氣體水洗后剩余多少體積？

Answer 1

分析 n（Cu）=$\frac{1.92g}{64g/mol}$=0.03mol，收集的氣體是氮氧化物，n（NOx）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，
（1）該反應中硝酸有兩個作用，一個起酸作用，一個作氧化劑，根據N原子守恒得消耗n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]+n（NOx）；
（2）將混合氣體水洗后，發生反應3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，硝酸轉化為NO₂、NO₂轉化為硝酸時，N元素化合價不變，NO和水不反應，所以整個過程中根據轉移電子相等知，Cu失去電子數等于最終得到NO轉移電子數，據此分析解答．

解答 解：n（Cu）=$\frac{1.92g}{64g/mol}$=0.03mol，收集的氣體是氮氧化物，n（NOx）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，
（1）該反應中硝酸有兩個作用，一個起酸作用，一個作氧化劑，根據N原子守恒得消耗n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]+n（NOx）=2×0.03mol+0.05mol=0.11mol，
答：反應消耗的HNO₃的物質的量是0.11mol；
（2）將混合氣體水洗后，發生反應3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，硝酸轉化為NO₂、NO₂轉化為硝酸時，N元素化合價不變，NO和水不反應，所以整個過程中根據轉移電子相等知，Cu失去電子數等于最終得到NO轉移電子數，設生成最終得到NO物質的量為xmol，（5-2）xmol=0.03mol×2，x=0.02mol，則V（NO）=0.02mol×22.4L/mol=0.448L，
答：反應生成的氣體水洗后剩余體積為0.448 L．

點評 本題考查氧化還原反應的有關計算，側重考查學生分析計算能力，正確分析反應過程是解本題關鍵，利用原子守恒、轉移電子守恒解答即可，題目難度中等．