Question

将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO₂混合气体在标准状况下的体积为11.2L。请回答：

（1）NO的体积为_____L，NO₂的体积为______L。

（2）参加反应的硝酸的物质的量是_______mol。

（3）待产生的气体全部释放后，向溶液加入VmL a mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu^2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为___________mol/L。（结果不需化简）

（4）欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO₃，至少需要30%的双氧水________g。

Answer

5.376 5.824 1.52 （ av·10-3+0.5）/0.14 57.8

【解析】铜的物质的量为n（Cu）= =0.51mol，混合气体的物质的量为n（NO）+n（NO2）= =0.5mol，（1）设NO为xmol，NO2为ymol，电子得失守恒得：3x+y=0.51×2，气体的总物质的量为x+y=0.5，解之得x=0.26，y=0.24，则V（NO）=0.26mol×22.4L/mol≈5.8L，V（NO2）=0.24mol×22.4L/mol≈5.4L；（2）铜与硝酸反应，反应生成硝酸铜、NO和NO2，由N原子守恒：参加反应的硝酸n（HNO3）=2n（Cu（NO3）2）+n（NO）+n（NO2）=0.51mol×2+0.5mol=1.52mol。（3）当Cu2+全部转化成沉淀时，溶液中的溶质为NaNO3，根据氮元素守恒，HNO3的物质的量为n（Na+）+n（NO）+n（NO2），n（Na+）=n（NaOH）=aV×10-3mol，n（NO）+n（NO2）=0.5mol，则原硝酸溶液的浓度为 mol/L；（4）欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3，由得失电子守恒可得n（H2O2）×2=3n（NO）+n（NO2）0.26mol×3+0.24mol，n（H2O2）=0.51mol，m（H2O2）=0.51mol×34g/mol/30%=57.8g.