Question

8．將64g銅與200mL一定濃度的硝酸反應(yīng)，銅完全溶解產(chǎn)生的NO和NO₂混合氣體在標準狀況下的體積為22.4L．請回答：
（1）NO的體積為11.2L，NO₂的體積為11.2L．
（2）待產(chǎn)生的氣體全部釋放后，向溶液中加入VmL a mol•L^-1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部轉(zhuǎn)化成沉淀，則原硝酸溶液的濃度為$\frac{aV×1{0}^{-3}+1}{0.2}$mol•L^-1．（用含a、V的式子表示）
（3）欲使銅與硝酸反應(yīng)生成的氣體在NaOH溶液中全部轉(zhuǎn)化為NaNO₃，至少需要往其中加入25%的雙氧水68g．
（已知：2NO₂+2NaOH═NaNO₂+NaNO₃+H₂O；NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)n=$\frac{n}{m}$計算銅的物質(zhì)的量，根據(jù)n=$\frac{V}{{V}_{m}}$計算混合氣體的物質(zhì)的量，令混合氣體中NO和NO₂物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，利用電子轉(zhuǎn)移守恒、二者物質(zhì)的量之和列方程，據(jù)此計算x、y的值，再根據(jù)v=nV_m計算NO、NO₂的體積；
（2）向反應(yīng)后溶液中加入NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部轉(zhuǎn)化成沉淀，此時溶液中溶質(zhì)為NaNO₃，由鈉離子守恒n（NaNO₃）=n（NaOH），根據(jù)氮原子守恒可知n（HNO₃）=n（NaNO₃）+n（NO₂+NO），再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算；
（3）一氧化氮和二氧化氮變成硝酸鈉需要失去電子總數(shù)等于銅與硝酸反應(yīng)時失去電子數(shù)，也等于過氧化氫得到的電子數(shù)，以此計算需要雙氧水的質(zhì)量．

解答 解：（1）64g銅的物質(zhì)的量為$\frac{64g}{64g/mol}$=1mol，22.4L混合氣體的物質(zhì)的量為$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，
令混合氣體中NO和NO₂物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，
由電子轉(zhuǎn)移守恒有：3x+y=1×2，
由二者物質(zhì)的量之和：x+y=1，
聯(lián)立方程，解得x=0.5，y=0.5，
故NO的體積為0.5mol×22.4L/mol=11.2L，
NO₂的體積為0.5mol×22.4L/mol=11.2L，
故答案為：11.2；11.2；
（2）向反應(yīng)后溶液中加入NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部轉(zhuǎn)化成沉淀，此時溶液中溶質(zhì)為NaNO₃，由鈉離子守恒n（NaNO₃）=n（NaOH）=aV×10^-3mol，根據(jù)氮原子守恒可知n（HNO₃）=n（NaNO₃）+n（NO₂+NO）=aV×10^-3mol+1mol，所以c=$\frac{n}{V}$=$\frac{aV×1{0}^{-3}+1}{0.2}$mol/L，故答案為：$\frac{aV×1{0}^{-3}+1}{0.2}$；
（3）設(shè)需過氧化氫xmol，由電子守恒可知1mol×2=xmol×2×（2-1），解得x=0.5mol，其質(zhì)量為0.5mol×34g/mol=17g，則需要25%的雙氧水為$\frac{17g}{25%}$=68g，
故答案為：68．

點評 本題考查化學(xué)反應(yīng)方程式的計算，明確銅與硝酸反應(yīng)中的原子守恒及電子守恒是解答本題的關(guān)鍵，注意體會守恒法在計算中的重要應(yīng)用，題目難度中等．