Question

已知：6.4克銅與適量的濃硝酸反應，當銅完全溶解后，共收集到NO和NO₂混合氣體共2.24升（已折算為標準狀況）．求：（1）被還原的HNO₃的物質的量；（2）參加反應的HNO₃的物質的量．

Answer 1

分析：根據氧化還原反應中電子得失相等及質量守恒

解答：解：（1）因HNO₃中+5價的N被還原成NO中的+2價和NO₂中的+4價，說明HNO₃中的N得到了電子，Cu是被氧化的，失去了電子，這個過程中，得失電子守恒，即HNO₃中N得到的電子=Cu失去的電子．
產生的還原產物NO和NO₂總共2.24L（標況），所以產生的NO和NO₂總的物質的量是2.24/22.4=0.1mol，無論HNO₃和Cu反應生成NO也好，NO₂也好，
總之，發生氧化還原反應的N元素是守恒的，HNO₃→NO，HNO₃→NO₂，是一一對應的（只看N元素守恒），
所以參加氧化還原反應的HNO₃的物質的量，就等于生成的NO和NO₂的物質的量的和為0.1mol．
答：被還原的HNO₃的物質的量為0.1mol．
（2）我們從整體上分析，看HNO₃中的N元素的走向，無非是 HNO₃--NO、NO₂ 和Cu（NO₃）₂（只看N元素），那么硝酸的物質的量，就應該等于NO、NO₂ 和Cu（NO₃）₂中N元素的物質的量．NO+NO₂物質的量已經知道了，就是0.1mol，那么求出Cu（NO₃）₂的物質的量就OK了．
 而Cu→Cu（NO₃）₂，也就是說，有多少摩爾的Cu就會產生多少摩爾的Cu（NO₃）₂，Cu的質量為6.4g，完全溶解的，所以消耗Cu的物質的量為

6.4g

64g/mol

=0.1mol，所以Cu（NO₃）₂的物質的量為0.1mol，所以HNO₃用來產生Cu（NO₃）₂而需要的物質的量為2倍的Cu的物質的量，故為0.1mol×2=0.2mol．
反應的HNO₃的物質的量為0.1+0.2=0.3mol．
答：參加反應的HNO₃的物質的量為0.3mol．

點評：解這種題目需要掌握技巧，把握氧化還原反應的實質：電子的轉移（嚴格的說，氧化還原反應的實質就是發生了電子的轉移或者共用電子對的偏移，在解題中都看成電子的轉移），失去電子化合價升高，被氧化，得到電子，化合價降低被還原，氧化還原反應中，得失電子守恒．