Question

將51.2g銅恰好完全溶于V mL 10mol/L硝酸中得到硝酸銅溶液，收集到氮的氧化物（含NO、NO₂、N₂O₄）的混合物共17.92L（標準狀況），這些氣體恰好能被500mL2、0mol/L NaOH溶液完全吸收，得到500mL（假設(shè)吸收氣體后溶液體積不變）鈉鹽溶液．發(fā)生的反應(yīng)有：
N₂O₄?2NO₂ NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O    2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O
通過計算回答下列問題：
（1）硝酸銅溶液中硝酸根離子的物質(zhì)的量為

 

，V=

 

．
（2）上述鈉鹽溶液中硝酸鈉的物質(zhì)的量濃度為

 

．
（3）向上述硝酸銅溶液中加入足量的稀硫酸，再加入足量銅粉，有W g銅完全溶解，將收集到的氣體（只有NO生成）全部收集于一試管中，并將充滿該氣體的試管倒立于盛水的水槽里，再向試管里充入一定量的氧氣，最終恰好使溶液充滿試管．①W=

 

．
②通入的氧氣在標況下的體積為

 

．

Answer 1

考點：有關(guān)混合物反應(yīng)的計算,硝酸的化學(xué)性質(zhì)

專題：守恒法

分析：（1）n（Cu）=

51.2g

64g/mol

=0.8mol，銅和硝酸恰好完全反應(yīng)，則溶液中的溶質(zhì)是Cu（NO₃）₂，根據(jù)銅離子計算硝酸根離子的物質(zhì)的量；
氮氧化物被NaOH溶液吸收生成NaNO₂、NaNO₃，根據(jù)鈉離子和N原子之間的關(guān)系式計算被還原的硝酸，原溶液中硝酸為參加氧化還原反應(yīng)和起酸作用的硝酸；
（2）根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計算硝酸鈉的物質(zhì)的量濃度；
（3）①硝酸銅溶液中含有n（NO₃^-）為1.6mol，加入硫酸后，發(fā)生反應(yīng)3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO+4H₂O，根據(jù)硝酸根離子和銅之間的關(guān)系式計算溶解Cu的質(zhì)量；
②根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒知，銅失去電子總數(shù)等于氧氣得到電子總數(shù)，據(jù)此計算氧氣體積．

解答： 解：（1）氮的氧化物與NaOH反應(yīng)恰好生成硝酸鈉和亞硝酸鈉，由電荷守恒及原子個數(shù)守恒得，氮的氧化物中N原子的物質(zhì)的量n（N）=n（NO₃^-）+n（NO₂^-）=n（Na⁺）=2.0mol/L×0.50L=1.0mol，
n（Cu）=

51.2g

64g/mol

=0.8mol，硝酸銅溶液中含有n（NO₃^-）=2n（Cu ²⁺）=1.6mol，
由于硝酸恰好和Cu完全反應(yīng)，根據(jù)氮原子守恒得，酸的物質(zhì)的量等于氮的氧化物中氮的物質(zhì)的量與硝酸銅中氮的物質(zhì)的量之和，n（HNO₃）=1.6mol+1.0mol=2.6mol，所以V（HNO₃）=

2.6mol

10mol/L

×1000mL/L=260mL，
故答案為：1.6mol；260mL；
（2）根據(jù)得失電子守恒，銅失去電子的物質(zhì)的量等于轉(zhuǎn)化為NaNO₂的那部分硝酸得到電子的物質(zhì)的量，由HNO₃→NaNO₂得到2e^-，所以n（NaNO₂）×2=n（Cu）×2，n（NaNO₂）=0.80mol，n（NaNO₃）=1.0mol-0.8mol=0.2mol，則C（NaNO₃）=

0.2mol

0.50L

=0.4 mol/L，故答案為：0.4 mol/L；
（3）①硝酸銅溶液中含有n（NO₃^-）為1.6mol，加入硫酸后，發(fā)生反應(yīng)3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO+4H₂O，根據(jù)3Cu----2NO₃^-得溶解銅的質(zhì)量=

1.6mol

2

×3×64g/mol=153.6g，
故答案為：153.6；
②根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒知，銅失去電子總數(shù)等于氧氣得到電子總數(shù)，則消耗氧氣體積=

153.6g 64g/mol ×2

4

×22.4L/mol=26.88 L，故答案為：26.88L．

點評：本題考查了混合物的計算，明確過程中發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，再結(jié)合原子守恒、轉(zhuǎn)移電子守恒進行計算，題目難度中等．