Question

3.2 g Cu與過量硝酸(a mol·L^-1，30 mL)充分反應。硝酸的還原產物只有NO₂、NO。反應后溶液中含H⁺為0.1 mol。
(1)此時溶液中所含為_______________mol。
(2)求生成的氣體中NO₂和NO的物質的量(用含有a的式子表示)。
(3)用NaOH溶液吸收產生的氣體，原理為：2NO₂+2NaOH====NaNO₃+NaNO₂+H₂O，NO₂+NO+2NaOH====2NaNO₂+H₂O。
若生成的混合氣體能被NaOH完全吸收，試討論a的取值范圍。

Answer 1

(1)0.2
(2)(0.045a-0.35) mol，(0.15-0.015a)mol
(3)8.3≤a＜10

(1)利用溶液中電荷守恒：n()×1=n(Cu²⁺)×2+n(H⁺)×1，所以，n()="0.2" mol
(2)設生成氣體中NO₂、NO的物質的量分別為X、Y。
由得失電子守恒：X+3Y="0.1" mol
由“N”元素守恒：X+Y="(0.03a-0.2)" mol
解得：X="(0.045a-0.35)" mol；Y="(0.15-0.015a)" mol 。
(3)根據題給信息，完全吸收的條件是n(NO₂)≥n(NO)時，才可能被完全吸收。
所以，首先是要保證產生NO、NO₂，則列式為①②式：
X＞0得：a＞7.8①
Y＞0得：a＜10②
再由必須完全吸收的條件列③式：
X≥Y得：a≥8.3③
所以，三式聯立解不等式組，得到a的取值范圍：8.3≤a＜10。