Question

将128g铜置于一定量的浓硝酸中并微热。当铜片完全消失时，共收集到NO₂和NO的混合气体44.8L（标准状况下）。

（1）写出上述过程中，有关反应的离子方程式______________、_____________。

（2）完成该反应至少需要量取10mol/L的浓硝酸__________mL。

（3）混合气体中NO₂的体积为__________L，NO的体积为__________L(均为标准状况下)。

（4）将收集上述气体的容器倒扣在盛有水的水槽中，并向其中缓慢通入O₂使其充分反应，若要使溶液恰好充满容器，则理论上需要参加反应的O₂的物质的量为____________mol。

Answer

(1) Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O；

3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O

(2)600mL；(3)V(NO2)=22.4L；V(NO)=22.4L； (4) 1mol。

【解析】

试题分析：（1）首先是浓硝酸与铜发生反应产生硝酸铜、二氧化氮和水，然后当反应进行到一定程度，硝酸变稀后，稀硝酸与铜发生反应，产生硝酸铜、一氧化氮和水，反应的离子方程式是：Cu+4H++2NO3-= Cu2++2NO2↑+2H2O；3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O；（2）反应中被还原的HNO3 生成NO、NO2 混合气体，混合气体的物质的量=44.8L÷22.4L/mol=2mol，未被还原的硝酸生成Cu(NO3)2，128g÷64g/mol =2mol，由氮原子守恒可知，n(HNO3)=2n[Cu(NO3)2 ]+n(NO、NO2)=2mol×2+2mol=6mol，故需要硝酸的体积=6mol÷10mol/L=0.6L=600mL；（3）设混合气体中NO2 、NO的物质的量分别为xmol、ymol，根据电子转移守恒及二者体积列方程计算，再根据V=n·Vm 计算各自的体积；根据电子转移守恒及二者体积，可得：x+3y＝2×2；x+y＝2，解得x=1、y=1，故二氧化氮的体积=1mol×22.4L/mol=22.4L，NO的体积=1mol×22.4L/mol=22.4L；（4）反应又生成HNO3 ，分析整个过程可知，铜提供的电子等于氧气获得的电子，由电子守恒可知，故需要氧气的物质的量为(2mol×2)÷4=1mol。

考点：考查有关氧化还原反应方程式计算的应用的知识。