Question

將25.6g Cu投入50mL 12mol/L 的濃硝酸中，充分反應后，生成4.48L（標準狀態(tài)）NO和NO₂的混合氣體．請計算回答：
（1）被還原硝酸的物質的量是

 

mol；
（2）25.6g Cu 和50mL 12mol/L的硝酸反應，最終剩余的反應物是

 

，其物質的量是

 

mol；
（3）如果將4.48L（標準狀態(tài)）NO和NO₂的混合氣體采用排水法收集，則最終收集到的氣體體積是

 

L（標準狀態(tài)）（結果保留小數(shù)點后兩位）；
（4）如果往反應后的體系內再加入200mL 4mol/L的稀硫酸，又會產生

 

L氣體（標準狀態(tài)）（結果保留小數(shù)點后兩位）．

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算

專題：計算題

分析：（1）被還有的硝酸生成NO和NO₂，根據(jù)N元素守恒可知n_被還原（HNO₃）=n（NO+NO₂）；
（2）NO和NO₂的混合氣體的物質的量=

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，假定只生成NO時，轉移電子數(shù)目最多，即參加反應的Cu最多，根據(jù)電子轉移守恒，可知需要Cu的物質的量=

0.2mol×3

2

=0.3mol＜

25.6g

64g/mol

=0.4mol，故Cu有剩余，根據(jù)N元素守恒計算n[Cu（NO₃）₂]，再根據(jù)Cu元素守恒計算參加反應的n（Cu），進而計算剩余Cu的物質的量；
（3）根據(jù)電子轉移及NO和NO₂的體積列方程計算二者各自的物質的量，進而計算NO₂的體積，根據(jù)方程式3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，運用體積差量法計算體積減小量，進而計算最終收集到的氣體體積；
（4）根據(jù)3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O進行過量計算，根據(jù)不足量的物質計算生成NO的物質的量，再根據(jù)V=nVm計算．

解答： 解：（1）被還有的硝酸生成NO和NO₂，根據(jù)N元素守恒，可知n_被還原（HNO₃）=n（NO+NO₂）=

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，
故答案為：0.2；
（2）NO和NO₂的混合氣體的物質的量=

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，假定只生成NO時，轉移電子數(shù)目最多，即參加反應的Cu最多，根據(jù)電子轉移守恒，可知需要Cu的物質的量=

0.2mol×3

2

=0.3mol＜

25.6g

64g/mol

=0.4mol，故Cu有剩余，原溶液中硝酸的物質的量=0.05L×12mol/L=0.6mol，根據(jù)N元素守恒可知n[Cu（NO₃）₂]=

0.6mol-0.2mol

2

=0.2mol，根據(jù)Cu元素守恒，可知參加反應的n（Cu）=n[Cu（NO₃）₂]=0.2mol，剩余的Cu的物質=0.4mol-0.2mol=0.2mol
故答案為：Cu；0.2；
（3）令NO和NO₂的物質的量分別為xmol、ymol，根據(jù)電子轉移及NO和NO₂的體積，可得：

x+y=0.2 3x+y=0.2×2

，解得x=0.1、y=0.1，
故二氧化氮體積=0.1mol×22.4L/mol=2.24L，
3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO  體積減少
3                   3-1=2
2.24L△V
故△V=

2.24L×2

3

，故最終收集到的氣體體積=4.48L-

2.24L×2

3

=2.99L，
故答案為：2.99；
（4）剩余Cu為0.2mol，溶液中n（NO₃^-）=2n[Cu（NO₃）₂]=0.4mol，n（H⁺）=0.2L×4mol/L×2=1.6mol，
     3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O
0.2mol 0.53mol 0.13mol
故H⁺、NO₃^-過量，Cu不足，由方程式可知生成n（NO）=

0.2mol×2

3

，故NO的體積=

0.2mol×2

3

×22.4L/mol=2.99L，
故答案為：2.99．

點評：本題考查方程式的有關計算、過量計算等，判斷Cu過量是關鍵，注意利用原子守恒與電子轉移守恒計算，（4）中注意利用離子方程式進行計算，難度中等．