Question

【題目】銅生銹會生成銅綠[Cu2(OH)2CO3]，銅綠受熱易分解，化學方程式為：Cu2(OH)2CO3 2CuO+H2O+CO2↑。

(1)部分銹蝕成銅綠的銅片隔絕空氣加熱，完全反應后固體質量減少了9.3g，則生銹的銅片中銅綠的質量為___________g

(2)將35g表面已銹蝕成銅綠[Cu2(OH)2CO3]的銅片投入100mL一定濃度的硝酸中；充分反應后，硝酸被還原成NO2和NO，測得反應后溶液PH值為1。往反應后的溶液中加入過量的NaOH溶液，濾出沉淀，洗滌，干燥后得到39.2g藍色固體。(假設反應前后溶液的體積不變)

①已銹蝕的銅片中的銅元素的質量分數為________。(保留兩位小數)

②銅片中單質銅的物質的量為________mol。

(3)若生成NO2和NO混合氣體共a L(S.P.T)。

①求a的取值范圍(寫出詳細解答過程)________。

②求原硝酸的物質的量濃度(用含a的代數式表示，寫出詳細解答過程)________。

Answer 1

【答案】33.3 73.14% 0.2 Cu與硝酸反應，假設只生成NO，由方程式3Cu+8HNO3(稀)═3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知，Cu為0.2mol，則NO為mol，其體積為mol×22.4L/mol=L， Cu與硝酸反應，假設只生成NO2，由方程式Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O可知，Cu為0.2mol，則NO為0.4mol，其體積為0.4mol×22.4L/mol=8.96L，實際上生成的是兩種氣體，則體積在兩者之間，即<a<8.96 表面已銹蝕成銅綠[Cu2(OH)2CO3]的銅片與硝酸反應生成硝酸銅和氮的氧化物，溶液中還有剩余的硝酸，加NaOH溶液硝酸銅轉化為氫氧化銅沉淀， Cu(OH)2的物質的量為=0.4mol，

反應后溶液pH為1，溶液中剩余的硝酸為0.1mol/L×0.1L=0.01mol，所以硝酸的總物質的量為0.8mol+0.01mol+mol，所以硝酸的濃度為(8.1+)mol/L

【解析】

(1)固體減少的質量為二氧化碳和水的質量之和，根據方程式計算銅綠的質量；

(2)①39.2g藍色固體為氫氧化銅，根據Cu原子守恒計算Cu元素的質量，再求出Cu的質量分數；

②設固體中Cu2(OH)2CO3的物質的量為xmol，Cu的物質的量為ymol，根據銅原子守恒和已知質量列式計算；

(4)①Cu與硝酸反應，Cu失去的電子的物質的量等于氣體得到的電子的物質的量，假設只生成NO求出氣體的體積，或者假設只生成NO2再求出氣體的體積，實際上生成的是兩種氣體，則體積在兩者之間；

②表面已銹蝕成銅綠[Cu2(OH)2CO3]的銅片與硝酸反應生成硝酸銅和氮的氧化物，溶液中還有剩余的硝酸，根據氮原子守恒計算。

(1)固體減少的質量為二氧化碳和水的質量之和，則二氧化碳和水的質量之和為9.3g，設銅綠的質量為xg，

則x==33.3g；故答案為：33.3；

(2)39.2g藍色固體為氫氧化銅，則氫氧化銅中Cu元素的質量為=25.6g，則Cu的質量分數為×100%=73.14%；故答案為：73.14%；

(3)設固體中Cu2(OH)2CO3的物質的量為xmol，Cu的物質的量為ymol，已知銅綠和銅的總質量為35g，生成氫氧化銅沉淀的質量為39.2g，則222x+64y=35g， 98(2x+y)=39.2g，解得：x=0.1，y=0.2，故答案為：0.2；

(4)①Cu與硝酸反應，假設只生成NO，由方程式3Cu+8HNO3(稀)═3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O可知，Cu為0.2mol，則NO為mol，其體積為mol×22.4L/mol=L， Cu與硝酸反應，假設只生成NO2，由方程式Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O可知，Cu為0.2mol，則NO為0.4mol，其體積為0.4mol×22.4L/mol=8.96L，實際上生成的是兩種氣體，則體積在兩者之間，即<a<8.96；故答案為：<a<8.96；

②表面已銹蝕成銅綠[Cu2(OH)2CO3]的銅片與硝酸反應生成硝酸銅和氮的氧化物，溶液中還有剩余的硝酸，加NaOH溶液硝酸銅轉化為氫氧化銅沉淀， Cu(OH)2的物質的量為=0.4mol，

反應后溶液pH為1，溶液中剩余的硝酸為0.1mol/L×0.1L=0.01mol，所以硝酸的總物質的量為0.8mol+0.01mol+mol，所以硝酸的濃度為(8.1+)mol/L；故答案為：(8.1+)mol/L。