Question

硝酸是常見的三大強酸之一，在化學(xué)研究和化工生產(chǎn)中有著廣泛應(yīng)用，常用于制備硝酸鹽、染料、肥料、醫(yī)藥中間體、烈性炸藥等．硝酸鹽多用于焰火、試劑、圖象處理行業(yè)．
（1）某金屬M的硝酸鹽受熱時按下式分解：2MNO₃→2M+2NO₂↑+O₂↑，加熱3.40g MNO3，生成NO₂和O₂折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況時的總體積為672mL．由此可以計算出M的相對原子質(zhì)量為

 

．
（2）將32.64g銅與140mL一定濃度的硝酸反應(yīng)，銅完全溶解產(chǎn)生的NO和NO₂混合氣體折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L．其中NO的體積為

 

．
（3）現(xiàn)有Cu、Cu₂O和CuO組成的混合物，某研究性學(xué)習(xí)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（S．T．P．）．則產(chǎn)物中硝酸銅的物質(zhì)的量為

 

．如原混合物中有0.01molCu，則其中Cu₂O與CuO的質(zhì)量比為

 

．
（4）有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H₂SO₄和HNO₃物質(zhì)的量濃度分別是4mol/L和2mol/L，取10mL此混合酸，向其中加入過量的鐵粉，HNO₃被還原成NO，待反應(yīng)結(jié)束后，可產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體多少升？（寫出計算過程）

Answer 1

考點：化學(xué)方程式的有關(guān)計算

專題：計算題

分析：（1）根據(jù)n=

V

Vm

計算混合氣體總物質(zhì)的量，再根據(jù)方程式計算MNO₃的物質(zhì)的量，根據(jù)M=

m

n

計算MNO₃的摩爾質(zhì)量，進而計算M的相對原子質(zhì)量；
（2）設(shè)NO和NO₂的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒及二者體積列方程計算，再根據(jù)V=nV_m計算NO的體積；
（3）混合物與硝酸恰好反應(yīng)，溶液中溶質(zhì)為硝酸銅，根據(jù)N元素守恒：2n[Cu（NO₃）₂]+n（NO）=n（HNO₃），據(jù)此計算硝酸銅的物質(zhì)的量；
令Cu₂O與CuO的物質(zhì)的量分別為a mol、b mol，根據(jù)Cu元素守恒、電子轉(zhuǎn)移守恒列方程計算，再根據(jù)m=nM計算；
（4）根據(jù)n=cV計算n（H⁺）、n（NO₃^-），由于Fe過量，發(fā)生反應(yīng)：3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O，進行過量計算，根據(jù)不足量的物質(zhì)計算NO的物質(zhì)的量，再根據(jù)V=nV_m計算NO的體積．

解答： 解：（1）NO₂和O₂折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況時的總體積為672mL，氣體總物質(zhì)的量=

0.672L

22.4L/mol

=0.03mol，由方程式可知，MNO₃的物質(zhì)的量=0.03mol×

2

3

=0.02mol，故MNO₃的摩爾質(zhì)量=

3.4g

0.02mol

=170g/mol，則M的相對原子質(zhì)量=170-62=108，故答案為：108；
（2）32.64g銅的物質(zhì)的量=

32.64g

64g/mol

=0.51mol，NO和NO₂的總物質(zhì)的量=

11.2L

22.4L/mol

=0.5mol，設(shè)NO和NO₂的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒及二者物質(zhì)的量，則：

x+y=0.5 3x+y=0.51×2

解得x=0.26  y=0.24
故標(biāo)況下，NO的體積=0.26mol×22.4L/mol=5.824L；
（3）NO的物質(zhì)的量=

0.224L

22.4L/mol

=0.01mol，
混合物與硝酸恰好反應(yīng)，溶液中溶質(zhì)為硝酸銅，根據(jù)N元素守恒：2n[Cu（NO₃）₂]+n（NO）=n（HNO₃），所以n[Cu（NO₃）₂]=

1

2

×（0.1L×0.6mol/L-0.01mol）=0.025mol；
令Cu₂O與CuO的物質(zhì)的量分別為a mol、b mol，根據(jù)Cu元素守恒、電子轉(zhuǎn)移守恒，則：

0.01+2a+b=0.025 0.01×2+2a=0.01×3

解得a=0.005 b=0.005
故Cu₂O與CuO的質(zhì)量比=144g/mol：80g/mol=9：5，
故答案為：0.025；9：5；
（4）n（H⁺）=0.01L×4mol/L×2+0.01L×2mol/L=0.1mol，n（NO₃^-）=0.01L×2mol/L=0.02mol
由于Fe過量，發(fā)生反應(yīng)：3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O，0.02molNO₃^-完全反應(yīng)，需要H⁺的物質(zhì)的量=0.02mol×

8

2

=0.08mol＜0.1mol，故H⁺過量，NO₃^-不足，故生成NO的物質(zhì)的量=0.02mol，則標(biāo)況下，NO的體積=0.02mol×22.4L/mol=0.448L，
答：可產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體為0.448L．

點評：本題考查化學(xué)方程式計算、混合物計算，屬于拼合型題目，側(cè)重考查學(xué)生分析計算能力，題目計算量較大，為易錯題目，難度中等．