Question

硝酸是常見的三大強酸之一，在化學研究和化工生產中有著廣泛應用，常用于制備硝酸鹽、染料、肥料、醫藥中間體、烈性炸藥等。硝酸鹽多用于焰火、試劑、圖像處理行業。 
（1）某金屬M的硝酸鹽受熱時按下式分解：2MNO₃ 2M+2NO₂↑+O₂↑，加熱3.40gMNO₃，生成NO₂和O₂折算成標準狀況時的總體積為672mL。由此可以計算出M的相對原子質量為_____________。
（2）將32.64g銅與140mL 一定濃度的硝酸反應，銅完全溶解產生的NO和NO₂混合氣體折算成標準狀況下的體積為11.2L。其中NO的體積為_____________。
（3）現有Cu、Cu₂O和CuO組成的混合物，某研究性學習小組為了探究其組成情況，加入100mL0.6mol/LHNO₃溶液恰好使混合物完全溶解，同時收集到224mLNO氣體（標準狀況）。則產物中硝酸銅的物質的量為       。如原混合物中有0.0lmolCu，則其中Cu₂O與CuO的質量比為_____________。

Answer 1

（1）108   （2）5.82L  （3）0.025mol 9:5

（1）標準狀況下，672ml氣體的物質的量是0.672L÷22.4L/mol＝0.03mol。因此根據反應的方程式可知，氧氣的物質的量是0.01mol，所以硝酸鹽的物質的量是0.02mol，則硝酸鹽的相對分子質量是3.40÷0.02＝170，所以M的相對原子質量是170－62＝108。
（2）32.64g銅的物質的量是0.51mol，失去1.02mol電子。氣體的物質的量是0.5mol，若設NO和NO₂的物質的量分別是x和y，則x＋y＝0.5、3x＋y＝1.02，解得x＝0.26mol，所以NO的體積是5.82L。
（3）硝酸的物質的量是0.06mol，被還原的硝酸是0.01mol，所以根據氮原子守恒可知，硝酸銅的物質的量是（0.06mol－0.01mol）÷2＝0.025mol。根據銅原子守恒可知，銅原子的物質的量是0.025mol。Cu₂O與Cu在反應中均是失去2個電子的，所以二者的物質的量之和是0.015mol，則氧化亞銅的物質的量是0.005mol，所以氧化銅的物質的量是0.005mol，則Cu₂O與CuO的質量比為144︰80＝9:5。