Question

【題目】將28.8g銅與150mL一定濃度的硝酸反應，銅完全溶解，產生的NO和NO2混合氣體在標準狀況下的體積為11.2L。請回答：

（1）NO的體積為___L，NO2的體積為___L；

（2）待產生的氣體全部釋放，向溶液中加入200mL5mol·L-1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部轉化成沉淀，則原硝酸溶液的濃度為___mol·L-1。

Answer 1

【答案】4.48 6.72 10

【解析】

發生Cu+4HNO3（濃）=Cu（NO3）2+NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，n（Cu）==0.45mol，混合氣體物質的量為=0.5mol；

（1）設NO的為xmol，NO2的為ymol，因為銅與硝酸的反應是一個氧化還原反應，根據題意及電子得失守恒列式計算；

（2）當Cu2+全部轉化成沉淀時，溶液中的溶質為NaNO3，因此，根據氮元素守恒，HNO3的物質的量為n（Na+）+n（NO）+n（NO2）。

(1)NO和NO2混合氣體在標準狀況下的體積為11.2L，則物質的量為0.5mol；設混合氣體中NO的物質的量為x，NO2的物質的量為y，根據元素守恒有①：x+y=0.5mol；28.8g銅的物質的量為=0.45mol，反應過程中Cu為唯一還原劑，根據電子守恒有②：3x+y=0.45mol×2，聯立式①②可解得x=0.2mol，y=0.3mol，即混合氣體中含0.2molNO和0.3molNO2，體積分別為4.48L和6.72L；

(2)當溶液中的Cu2+全部轉化成沉淀時，溶液中的溶質為NaNO3，所以n(NaNO3)=n(Na+)= n(NaOH)=5mol·L-1×0.2L=1mol，根據元素守恒可知原溶液中n(HNO3)= n(NaNO3)+ n(NO)+n(NO2)=1mol+0.2mol+0.3mol=1.5mol，所以濃度為=10mol·L-1。