Question

7．將3.2g銅片投入到一定量的濃HNO₃中，當收集到1.792L的氣體（已換算為標準狀況）時，金屬銅恰好全部溶解．（相對原子質量：Cu：64）
求：（1）反應中消耗HNO₃的物質的量是多少？
（2）被還原的HNO₃的物質的量是多少？
（3）轉移電子的物質的量是多少？

Answer 1

分析 n（Cu）=$\frac{3.2g}{64g/mol}$=0.05mol，收集得到氣體物質的量=$\frac{1.792L}{22.4L/mol}$=0.08mol，根據轉移電子守恒，如果生成的是NO，則n（NO）=$\frac{0.05mol×2}{3}$=0.033mol，如果生成二氧化氮，其物質的量=$\frac{0.05mol×2}{1}$=0.1mol，0.033mol＜0.08mol＜0.1mol，所以生成的氣體是二氧化氮、NO的混合物；
（1）參加反應的硝酸包含生成氮氧化物、生成硝酸銅的物質的量，所以消耗n（HNO₃）=$\frac{1}{2}$n[Cu（NO₃）₂]+n（NOx）=$\frac{1}{2}$n（Cu）+n（NOx）；
（2）被還原的硝酸生成氮氧化物，根據N原子守恒計算被還原硝酸物質的量；
（3）該反應中Cu失電子、硝酸得電子，可以根據Cu計算轉移電子物質的量．

解答 解：n（Cu）=$\frac{3.2g}{64g/mol}$=0.05mol，收集得到氣體物質的量=$\frac{1.792L}{22.4L/mol}$=0.08mol，根據轉移電子守恒，如果生成的是NO，則n（NO）=$\frac{0.05mol×2}{3}$=0.033mol，如果生成二氧化氮，其物質的量=$\frac{0.05mol×2}{1}$=0.1mol，0.033mol＜0.08mol＜0.1mol，所以生成的氣體是二氧化氮、NO的混合物；
（1）參加反應的硝酸包含生成氮氧化物、生成硝酸銅的物質的量，所以消耗n（HNO₃）=$\frac{1}{2}$n[Cu（NO₃）₂]+n（NOx）=$\frac{1}{2}$n（Cu）+n（NOx）=$\frac{1}{2}$×0.05mol+0.08mol=0.105mol，
答：反應中消耗HNO₃的物質的量是0.105mol；
（2）被還原的硝酸生成氮氧化物，根據N原子守恒計算被還原硝酸物質的量=n（NOx）=0.08mol，
答：被還原硝酸的物質的量為0.08mol；
（3）該反應中Cu失電子、硝酸得電子，可以根據Cu計算轉移電子物質的量=0.05mol×2=0.1mol，
答：轉移電子的物質的量是0.1mol．

點評 本題考查氧化還原反應有關計算，為高頻考點，明確各個物理量之間關系是解本題關鍵，利用原子守恒、轉移電子守恒解答，題目難度不大．