Question

11．1.92gCu和一定量的濃HNO₃反應，隨著銅的不斷減少，反應生成的氣體顏色逐漸變淺，當銅反應完畢時，共收集到氣體1.12L （標準狀況），求：
（1）反應消耗硝酸的物質(zhì)的量為0.11mol．
（2）生成的氣體水洗后的體積為448mL（標準狀況下）．
（3）生成的氣體和336mL的O₂充分混合倒扣在水槽里．能恰好完全轉(zhuǎn)化為HNO₃．

Answer 1

分析 （1）n（Cu）=$\frac{1.92g}{64g/mol}$=0.03mol，與硝酸反應生成Cu（NO₃）₂、NO和NO₂，根據(jù)原子守恒得生成硝酸銅需要的n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]=2n（Cu）=2×0.03mol=0.06mol，氣體為氮氧化物，氣體的物質(zhì)的量=n（NO）+n（NO₂）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，根據(jù)N元素守恒可知共消耗硝酸的物質(zhì)的量；
（2）假設(shè)反應產(chǎn)生的NO₂物質(zhì)的量是x，NO的物質(zhì)的量是y，
則根據(jù)電子守恒可得：x+3y=0.03mol×2；
根據(jù)N原子守恒可得：x+y=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，
解得x=0.045mol，y=0.005mol，
當氣體通過水時，會發(fā)生反應：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，NO₂反應產(chǎn)生的NO 物質(zhì)的量是0.045mol×$\frac{1}{3}$=0.015mol，
則最后可得NO的物質(zhì)的量是n（NO）（總）=0.015mol+0.005mol=0.02mol；
（3）將收集上述氣體的容器倒扣在盛有水的水槽中，并向其中緩慢通入O₂，使其充分反應，若要使水恰好充滿容器，則NO₂、NO與氧氣和水完全反應生成硝酸，由此可得出硝酸與銅反應得到電子的物質(zhì)的量應等于氧氣氧化NO₂、NO生成硝酸得到電子的物質(zhì)的量，等于銅失去電子的物質(zhì)的量；

解答 解：（1）n（Cu）=$\frac{1.92g}{64g/mol}$=0.03mol，與硝酸反應生成Cu（NO₃）₂、NO和NO₂，根據(jù)原子守恒得生成硝酸銅需要的n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]=2n（Cu）=2×0.03mol=0.06mol，氣體為氮氧化物，氣體的物質(zhì)的量=n（NO）+n（NO₂）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，根據(jù)N元素守恒可知共消耗硝酸的物質(zhì)的量為：n（HNO₃）=0.06mol+0.05mol=0.11mol，
故答案為：0.11mol；
（2）假設(shè)反應產(chǎn)生的NO₂物質(zhì)的量是x，NO的物質(zhì)的量是y，
則根據(jù)電子守恒可得：x+3y=0.03mol×2；
根據(jù)N原子守恒可得：x+y=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，
解得x=0.045mol，y=0.005mol，
當氣體通過水時，會發(fā)生反應：3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，NO₂反應產(chǎn)生的NO 物質(zhì)的量是0.045mol×$\frac{1}{3}$=0.015mol，
則最后可得NO的物質(zhì)的量是n（NO）（總）=0.015mol+0.005mol=0.02mol，
所以生成的氣體水洗后的體積為V=0.02mol×22.4L/mol=0.448L=448mL，
故答案為：448；
（3）將收集上述氣體的容器倒扣在盛有水的水槽中，并向其中緩慢通入O₂，使其充分反應，若要使水恰好充滿容器，則NO₂、NO與氧氣和水完全反應生成硝酸，由此可得出硝酸與銅反應得到電子的物質(zhì)的量應等于氧氣氧化NO₂、NO生成硝酸得到電子的物質(zhì)的量，等于銅失去電子的物質(zhì)的量，則
設(shè)需通入氧氣的體積為x，由電子守恒，可得：
2Cu～～～O₂
128g      22.4L
1.92g          x
128g：22.4L=1.92g：x
解得 x=$\frac{1.92g×22.4L}{128g}$=0.336L=336ml，
故答案為：336；

點評 本題考查了氧化還原反應電子守恒的計算、物質(zhì)性質(zhì)的分析，主要是電子守恒和元素守恒的應用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．