Question

【題目】將32.64 g銅與140 mL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）簡要闡述上述產生混合氣體的理由（用化學方程式回答）？

（2）NO、NO2的體積各為多少升？

（3）待產生的氣體全部釋放后，向溶液加入250 mL 5 mol/L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多少？

Answer 1

【答案】(1)Cu + 4HNO3 (濃) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O 3Cu + 8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O

(2)V(NO2)=5.376 L，V(NO)=5.824 L

（3）12.5 mol/L

【解析】32.64 g銅的物質的量為0.51mol，與140 mL一定濃度的硝酸反應，銅完全溶解產生的NO和NO2混合氣體，說明開始時，硝酸是濃硝酸，隨著反應的進行，硝酸的濃度逐漸變小，硝酸的氧化性也逐漸減弱，所以硝酸在開始的一段時間內生成的是二氧化氮，后來就生成NO。混合氣體在標準狀況下的體積為11.2 L，求出氣體的總物質的量為0.5mol。

（1）簡產生混合氣體的理由為Cu + 4HNO3 (濃) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O， 3Cu + 8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O。

（2）根據電子轉移守恒可知：0.51molCu溶解后共失去0.51mol mol e-，n(NO)+n(NO2)=0.5mol，3n(NO)+n(NO2)=1.02mol，解之得 n(NO)=0.26 mol ，n(NO2)=0.24 mol ，所以V(NO2)=5.376 L，V(NO)=5.824 L 。

（3）待產生的氣體全部釋放后，向溶液加入250 mL 5 mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部轉化成沉淀，此時溶液中溶質為硝酸鈉，可根據鈉離子守恒求出n(NaNO3)=n(NaOH)=0.25，再根據N原子守恒求出n(HNO3)= n(NO)+n(NO2)+ n(NaNO3)=0.5mol+1.25mol=1.75mol，所以則原硝酸溶液的濃度c(HNO3)= =12.5 mol/L.