Question

【題目】硝酸銅是重要的化工原料，以下三種方法均可得到硝酸銅．
已知：2NO2+2NaOH→NaNO3+NaNO2+H2O
NO+NO2+2NaOH→2NaNO2+H2O
（以下涉及到的氣體體積均為標準狀況下數據）：
（1）甲組用a克Cu粉，在加熱的條件下，與空氣充分反應，然后將生成的CuO全部溶于VmL稀硝酸中，制得硝酸銅溶液，則所需稀硝酸的濃度至少為mol/L，需要質量分數為w%，密度為ρg/cm3的濃硝酸mL（均用最簡分式表示）．
（2）乙組用b克Cu粉，全部溶于過量的稀硝酸中，溶液質量增重克，將生成的氣體通入足量NaOH溶液中并同時通入氧氣的體積至少L才能使生成的氣體吸收完全（均用最簡分式表示）．
（3）丙組取某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL，平均分成兩份．向其中一份中逐漸加入銅粉，最多能溶解9.6g．向另一份中逐漸加入鐵粉，產生氣體的量隨鐵粉質量增加的變化如圖所示（已知硝酸只被還原為NO氣體）．列式計算原混合酸中硝酸的物質的量是多少？硫酸的物質的量濃度多少？

Answer 1

【答案】
（1）；
（2）；
（3）解：由圖象可知，由于鐵過量，OA段發生反應為：Fe+NO3﹣+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，AB段發生反應為：Fe+2Fe3+=3Fe2+，BC段發生反應為Fe+2H+=Fe2++H2↑．

OA段發生反應為：Fe+NO3﹣+4H+=Fe3++NO↑+2H2O，硝酸全部起氧化劑作用，OA段消耗Fe為5.6g，所以n（NO3﹣）=n（Fe）= =0.1mol，原混合物中硝酸物質的量為0.1mol×2=0.2mol；

最終消耗Fe為14g，此時溶液中溶質為 FeSO4，則n（ FeSO4）=n（Fe）= =0.25mol，由硫酸根守恒n（H2SO4）=n（ FeSO4）=0.25mol，則c（H2SO4）= =2.5mol/L，

答：原混合酸中硝酸的物質的量是0.2mol，硫酸的濃度為2.5mol/L．

【解析】解：（1）由Cu原子、硝酸根離子守恒可知n（HNO3）=2n[Cu（NO3）2]=2n（Cu）=2× = mol，則硝酸濃度為 = mol/L；根據c= 可知，濃硝酸的物質的量濃度為 mol/L= mol/L，需要濃硝酸的體積為 = L= mL，所以答案是： ； ；（2）設溶液質量增重為m，則：
3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O 溶液質量增重
192 192﹣60=132
bg m
所以m= g= g，
Cu的物質的量為 = mol，根據電子轉移守恒，生成NO物質的量為 = mol，將NO通入NaOH溶液，同時通入氧氣，氣體被完全吸收，發生反應NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O時需要氧氣最少，則NO2的物質的量為 mol× = mol，由2NO+O2=2NO2可知，需要通入氧氣為 mol× ×22.4L/mol= L，
所以答案是： ； ；