Question

3．已知：Cu+4HNO₃（濃）═Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O
     3Cu+8HNO₃（稀）═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
   將2.56g銅放入14mL濃硝酸中，隨著銅的不斷減少，反應生成的氣體顏色逐漸變淺．當銅片完全消失時，收集到干燥的NO、NO₂混合氣體，換算成標準狀況下體積為1.344L（忽略氣體的溶解及轉化）．請回答下列問題：
（1）反應中被還原的HNO₃的物質的量是0.06mol．
（2）生成氣體中NO與NO₂的體積比是1：5
（3）該濃HNO₃的物質的量濃度≥10mol•L^-1．

Answer 1

分析 發生反應為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，n（Cu）=$\frac{2.56g}{64g/mol}$=0.04mol，換算成標準狀況下體積為1.344L，物質的量為$\frac{1.344L}{22.4L/mol}$=0.06mol，結合原子守恒及反應計算．

解答 解：設NO與NO₂的物質的量分別為xmol和ymol，則$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.06mol}\\{3x+y=0.04mol×2}\end{array}\right.$，解之得：$\left\{\begin{array}{l}{x=0.01mol}\\{y=0.05mol}\end{array}\right.$，該濃HNO₃的物質的量大于等于0.06mol+0.04×2=0.14mol，所以物質的量濃度應大于$\frac{0.14mol}{0.014L}$=10mol/L
故答案為：（1）反應中被還原的HNO₃的物質的量等于氮的氧化物的物質的量，所以被還原的HNO₃的物質為0.06mol；
（2）生成氣體中NO與NO₂的體積比等于物質的量之比：0.01：0.05=1：5；
（3）該濃HNO₃的物質的量濃度≥10mol/L．

點評 本題考查化學反應方程式的計算，為高頻考點，把握原子守恒和電子守恒為解答的關鍵，側重分析能力、計算能力的考查，題目難度不大．