Question

【題目】銅既能與稀硝酸反應，也能與濃硝酸反應，當銅與一定濃度硝酸反應時，可將方程式表示為：Cu+HNO3 → Cu（NO3）2+NO↑+NO2↑+H2O （方程式未配平，不考慮 2NO2N2O4）。

（1）硝酸在該反應中體現的性質有__________________。

（2）如果參加反應的Cu和HNO3的物質的量之比是3:10，寫出并配平該反應的離子方程式_________________________。

（3）0.004molCu被硝酸完全溶解后，Cu失去的電子數是______________，如果得到的NO和NO2物質的量相同，則參加反應的硝酸的物質的量是______________，在標準狀況下若將收集NO和NO2的集氣瓶倒立于水中，通入一定量的氧氣充分反應后發現無氣體剩余，則通入O2的體積為________mL；所得溶液（假設溶質不擴散）的物質的量濃度是______________________。

Answer 1

【答案】氧化性 酸性 3Cu + 10H++ 4NO3-= 3Cu2++NO↑+3NO2↑+5H2O 0.008NA 0.012mol 44.8mL 1/22.4mol·L－1（或0.0446 mol·L－1）

【解析】

（1）反應中氮元素化合價由+5價降低為+2、+4價，體現硝酸氧化性，同時生成硝酸鹽，硝酸體現酸性；

（2）令銅為3mol，則HNO3為10mol，根據銅元素守恒可知，生成硝酸銅3mol，所以氧化劑作用的硝酸為10mol-6mol=4mol，令生成NO為xmol，則生成NO2為（4-x）mol，根據電子轉移守恒可知，3x+（4-x）×1=3×2，解得x=1，即生成NO為1mol，則生成NO2為3mol，據此寫出離子方程式；

（3）銅失去2個電子形成Cu2+，失去的電子物質的量是銅的2倍；根據電子轉移守恒計算NO、NO2的物質的量，根據銅元素守恒計算硝酸銅的物質的量，根據氮元素守恒可知參加反應的硝酸的物質的量n（HNO3）=2n[Cu（NO3）2]+n（NO2）+n（NO）；根據方程式4NO2+O2+2H2O=4HNO3、4NO+3O2+2H2O=4HNO3，計算需要通入O2的物質的量，生成硝酸的物質的量，根據V=cVm計算氧氣體積，溶液體積等于一氧化氮與二氧化氮的體積之和，根據c= 計算硝酸濃度。

（1）根據方程式，生成硝酸銅，所以硝酸體現酸性；有NO、NO2生成，氮元素化合價降低，所以硝酸表現氧化性；

（2）令銅為3mol，則HNO3為10mol，根據銅元素守恒可知，生成硝酸銅3mol，所以氧化劑作用的硝酸為10mol-6mol=4mol，令生成NO為xmol，則生成NO2為（4-x）mol，根據電子轉移守恒可知，3x+（4-x）×1=3×2，解得x=1，即生成NO為1mol，則生成NO2為3mol，反應離子方程式為3Cu+10H++4NO3-=3Cu2++NO↑+3NO2↑+5H2O；

故答案為：3Cu+10H++4NO3-=3Cu2++NO↑+3NO2↑+5H2O；

（3），0.004molCu被硝酸完全溶解后，Cu失去的電子數是0.008NA；根據得失電子守恒，設生成的NO的物質的量為xmol，，x=0.002mol；表現氧化性的硝酸0.004mol；表現酸性的硝酸0.004×2=0.008mol；參加反應的硝酸的物質的量是0.004mol+0.008mol=0.012mol；根據氧化還原反應的實質，據2Cu---O2可知，2:1=0.004：x=0.002mol，則通入O2的體積為44.8mL；所得溶液的物質的量濃度是=1/22.4mol·L－1。