Question

3．銅既能與稀硝酸反應(yīng)，也能與濃硝酸反應(yīng)，當(dāng)硝酸濃度不確定時(shí)，反應(yīng)的產(chǎn)物也會(huì)有所不同，可將方程式表示為：Cu+HNO₃→Cu（NO₃）₂+NO↑+NO₂↑+H₂O （方程式未配平）．按要求回答下列問(wèn)題：
（1）硝酸在反應(yīng)中的作用是氧化劑（填“氧化劑”或“還原劑”），該反應(yīng)的還原產(chǎn)物是NO、NO₂；
（2）若反應(yīng)中用濃硝酸，請(qǐng)寫(xiě)出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式Cu+4HNO₃=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
（3）若反應(yīng)得到的NO和NO₂物質(zhì)的量相同，請(qǐng)寫(xiě)出發(fā)生的反應(yīng)方程式并配平：2Cu+6HNO₃=2Cu（NO₃）₂+NO↑+NO₂↑+3H₂O；
（4）在（3）的反應(yīng)中，若有0.3mol Cu被硝酸完全溶解，那么參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量是0.9mol，
（5）若用排水法收集在（3）的反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體，收集到的氣體是NO，標(biāo)準(zhǔn)狀況下該氣體的體積是4.48L．

Answer 1

分析 （1）該反應(yīng)硝酸中部分N元素化合價(jià)由+5價(jià)變?yōu)?2、+4價(jià)，部分N元素化合價(jià)不變，據(jù)此判斷硝酸性質(zhì)；
（2）若反應(yīng)中用濃硝酸，應(yīng)生成二氧化氮和水；
（3）若反應(yīng)得到的NO和NO₂物質(zhì)的量相同，N元素化合價(jià)由+5價(jià)分別降低為+2價(jià)、+4價(jià)，共降低4價(jià)，Cu元素化合價(jià)由0價(jià)升高為+2價(jià)，升高2價(jià)，結(jié)合電子守恒、質(zhì)量守恒配平；
（4）根據(jù)（3）所得方程式計(jì)算；
（5）二氧化氮和水反應(yīng)生成NO，結(jié)合方程式計(jì)算生成氣體的體積．

解答 解：（1）該反應(yīng)硝酸中部分N元素化合價(jià)由+5價(jià)變?yōu)?2、+4價(jià)，部分N元素化合價(jià)不變，所以硝酸體現(xiàn)氧化性和酸性，為氧化劑，該反應(yīng)的還原產(chǎn)物是NO、NO₂，
故答案為：氧化劑；NO、NO₂；
（2）若反應(yīng)中用濃硝酸，應(yīng)生成二氧化氮和水，發(fā)生Cu+4HNO₃=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，故答案為：Cu+4HNO₃=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O；
（3）若反應(yīng)得到的NO和NO₂物質(zhì)的量相同，N元素化合價(jià)由+5價(jià)分別降低為+2價(jià)、+4價(jià)，共降低4價(jià)，Cu元素化合價(jià)由0價(jià)升高為+2價(jià)，升高2價(jià)，則反應(yīng)的方程式中應(yīng)滿足2n（Cu）=n（NO）+n（NO₂），方程式為2Cu+6HNO₃=2Cu（NO₃）₂+NO↑+NO₂↑+3H₂O，
故答案為：2Cu+6HNO₃=2Cu（NO₃）₂+NO↑+NO₂↑+3H₂O；
（4）方程式為2Cu+6HNO₃=2Cu（NO₃）₂+NO↑+NO₂↑+3H₂O，由方程式可知若有0.3mol Cu被硝酸完全溶解，那么參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量是0.9mol，
故答案為：0.9mol；
（5）在（3）的反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體有NO和NO₂，用排水法收集發(fā)生3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，則收集到NO氣體，0.3molCu發(fā)生2Cu+6HNO₃=2Cu（NO₃）₂+NO↑+NO₂↑+3H₂O，可知生成0.15molNO、0.15molNO₂，發(fā)生3NO₂+H₂O=2HNO₃+NO，則用排水法收集后得到0.15mol+0.05mol=0.2molNO氣體，標(biāo)準(zhǔn)狀況下該氣體的體積是0.2mol×22.4L/mol=4.48L，
故答案為：NO；4.48L．

點(diǎn)評(píng) 本題涉及氧化還原反應(yīng)計(jì)算、化學(xué)方程式的配平等知識(shí)點(diǎn)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生的分析、計(jì)算能力，題目較綜合，把握題干中信息及發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，題目難度較大．