Question

【題目】某課外興趣小組成員為研究金屬銅與強酸的反應 ，將6.4g銅粉分為兩等份，進行了如下實驗，請完成有關計算。

(1)取其中一份銅粉投入200mL氫離子濃度為 1molL-1 硫酸和硝酸混合液中，微熱使反應充分完成后，生成一氧化氮氣體448mL(標準狀況)。則反應前混合溶液中硫酸的物質的量濃度為_________(寫出計算過程)。

(2)用NaOH溶液吸收氮氧化物是防止NO2污染的一種方法。原理為2NO2 + 2NaOH=NaNO3 + NaNO2 + H2O，NO + NO2 + 2NaOH=2NaNO2 + H2O。取另一份銅粉溶于過量的硝酸溶液，假設硝酸的還原產物只有一氧化氮和二氧化氮，生成的混合氣體能被amol NaOH溶液完全吸收，試討論a的取值范圍：_____。

Answer 1

【答案】0.45mol·L-1 a≥0.1

【解析】

（1）200mL氫離子濃度為1mol·L-1的混合液中含有氫離子的物質的量為：n（H＋）=0.2L×1mol·L－1=0.2mol，

3.2g銅粉物質的量為：=0.05mol，NO的物質的量為：=0.02mol，根據3Cu+8H＋+2NO3－=3Cu2＋+2NO↑+3H2O可知，生成0.02molNO，需要銅0.03mol、H＋為0.04mol，所以銅、H＋過量，硝酸不足，硝酸完全反應，

根據氮元素守恒可知，溶液中n（HNO3）=n（NO）=0.02mol，0.02mol硝酸中含有0.02mol氫離子，則硫酸中含有的氫離子的物質的量為：0.2mol-0.02mol=0.18mol，則硫酸的物質的量濃度為：=0.45mol·L-1；

故答案為：0.45mol·L-1；

（2）0.05molCu如全生成NO，根據3Cu+8H＋+2NO3－=3Cu2＋+2NO↑+3H2O得NO為 =，0.05molCu如全生成NO2，根據Cu+4H＋+2NO3－=Cu2＋+2NO2↑+2H2O得NO2為 =0.1mol，根據2NO2 + 2NaOH=NaNO3 + NaNO2 + H2O，NO + NO2 + 2NaOH=2NaNO2 + H2O，無論生成NaNO3 還是 NaNO2，Na與N的物質的量比為1:1，有1mol一氧化氮和二氧化氮的混合氣體，就需要1molNaOH，生成的混合氣體能被amol NaOH溶液完全吸收，a的取值范圍：a≥0.1；

故答案為：a≥0.1。