Question

將32.64 g銅與140mL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11.2 L。請回答：
（1）NO（標準狀況下）的體積為______L，NO₂（標準狀況下）的體積為_______L。
（2）待產生的氣體全部釋放后，向溶液中加入VmL amol?L^-1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部轉化成沉淀，則原硝酸溶液中HNO₃的濃度為_______mol?L^-1。
（3）欲使銅與硝酸反應生成的氣體在NaOH溶液中全部轉化為NaNO₃，至少需要質量分數為30%的雙氧水_______g。

Answer 1

（1）5.824；5.376  

（2）

（3）57.8B

【試題分析】
解析：（1）設生成NO與NO₂分別xmol和ymol，則：n（Cu）=0.51mol，Cu→Cu²⁺，失去的電子總數為1.02mol，并全部供給N元素，使其被還原成NO與NO₂，所以有方程組：3x+y=1.02（電子守恒）x+y=11.2/22.4=0.5。
解得：x=0.26  y=0.24
所以，V（NO）=5.824 L、V（NO₂）=5.376L
（2）當溶液中的Cu²⁺恰好全部轉化成Cu（OH）₂沉淀時，溶液中的陰、陽離子是Na⁺、，有：n（）=n（Na⁺）=n（NaOH）=aV×10^-3mol
又由N原子守恒，原溶液中HNO₃的物質的量為
n（HNO₃）=（aV×10^-3+0.5）mol
c（HNO₃）=（aV×10^-3+0.5）mol / 0.14L=mol?L^-1
（3）經轉換可知：NO與NO₂在NaOH溶液中全部轉化為NaNO₃，N元素化合價均升高為+5，則N失電子總數、銅失電子總數與H₂O₂氧化混合氣體時得電子總數均相等。故有n（H₂O₂）=0.51mol，所以至少需要質量分數為30％的雙氧水的質量為0.51mol×34g?mol^-1÷30％=57.8g。