Question

9．一定量的濃硝酸與44.8g的銅反應(yīng)，銅片完全溶解后收集到標(biāo)況下混合氣體NO和NO₂的體積為22.4L，不考慮NO₂與N₂O₄的相互轉(zhuǎn)化，試計(jì)算下列相關(guān)問(wèn)題：（要求寫出計(jì)算過(guò)程）
（1）消耗的硝酸物質(zhì)的量．
（2）混合氣體中NO₂、NO的體積．
（3）相同條件下，上述反應(yīng)生成的NO₂、NO分別被水恰好吸收時(shí)所需的O₂體積比．

Answer 1

分析 發(fā)生反應(yīng)為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，n（Cu）=$\frac{44.8g}{64g/mol}$=0.7mol，結(jié)合原子守恒、化合價(jià)升降守恒及反應(yīng)計(jì)算．

解答 解：發(fā)生反應(yīng)為：Cu+4HNO₃（濃）=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
（1）n（Cu）=$\frac{44.8g}{64g/mol}$=0.7mol，n（氣體）=$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，根據(jù)N原子守恒得參加反應(yīng)的n（HNO₃）=2n（Cu）+n（氣體）=2×0.7mol+1 mol=2.4mol，
答：參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量是2.4mol； 
（2）設(shè)NO₂和NO分別為xmol、ymol，
混合氣體中N原子的物質(zhì)的量之和為1mol，則x+y=1→①，
根據(jù)化合價(jià)升降守恒知同元素化合價(jià)的升高=氮元素的化合價(jià)降低，x+3y=0.7×2→②，
解得x=0.8mol，y=0.2mol，
所以V（NO）=0.2mol×22.4L/mol=4.48L；V（NO₂）=0.8mol×22.4L/mol=17.92L，
答：混合氣體中V（NO）=4.48L；V（NO₂）=17.92L；
（3）根據(jù)整個(gè)過(guò)程分析，要計(jì)算上述反應(yīng)生成的NO₂、NO分別被水恰好吸收時(shí)所需的O₂體積比，則氧氣化合價(jià)的降低等于氮元素化合價(jià)升高，
故NO需氧氣的體積=$\frac{3×0.2}{4}×22.4$=3.36L，NO₂需氧氣的體積=$\frac{0.8×1}{4}×22.4$=4.48L．
答：上述反應(yīng)生成的NO₂、NO分別被水恰好吸收時(shí)所需的O₂體積比=4.48：3.36=4：3．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算，為高頻考點(diǎn)，把握原子守恒和電子守恒為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析能力、計(jì)算能力的考查，題目難度不大．