Question

在50 mL a mol·L^－1的硝酸溶液中，加入6．4 g Cu，固體全部溶解，且還原產物只有NO₂和NO。將反應后溶液用蒸餾水稀釋至100 mL，測得c(NO₃^-)＝4 mol·L^－1。
（1）稀釋后的溶液中c(H⁺)＝            mol·L^－1
（2）若a＝10，則生成的氣體中NO₂的物質的量為________mol
（3）治理氮氧化物污染的方法之一是用NaOH溶液進行吸收，反應原理如下：
NO₂＋NO＋2NaOH=2NaNO₂＋H₂O     2NO₂＋2NaOH=NaNO₂＋NaNO₃＋H₂O
若上述混合氣體被1 mol·L^－1的NaOH溶液恰好吸收，則NaOH溶液的體積為________mL

Answer 1

（1）2  （2）0．05   （3）100

解析試題分析：（1）在稀釋后的溶液中含有Cu(NO₃)₂、HNO₃。根據物料守恒可得n(NO₃^-)=2n(Cu^2＋)+n(H^＋)．n(Cu^2＋)=6．4g÷64g/mol=0．1mol; n(NO₃^-)="4" mol/L×0．1L=0．4mol。所以n(H^＋)= 0．4mol－2×0．1mol=0．2mol．稀釋后的溶液中c(H⁺)＝n(H^＋)÷V=0．2mol÷0．1L=2mol/L。（2）若a＝10，n(HNO₃)(總)=0．05L×10mol/L=0．5molL; 根據n(HNO₃)( 剩余）=0．2mol．則反應消耗的硝酸的物質的量為0．3mol．開始的硝酸為濃硝酸，發生反應：Cu+4HNO₃(濃)=Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O。，隨著反應的進行 硝酸變為稀硝酸，發生反應: 3Cu＋8HNO₃(稀)=2Cu(NO₃)₂＋2NO↑＋4H₂O假設產生的NO₂、NO的物質的量分別為x、y．則根據方程式中Cu與硝酸的物質的量關系可得x/2+3y/2=0．1;2x+4y=0．3．解得x=0．05;y=0．05．因此生成的氣體中NO₂的物質的量為0．05mol。（3）由方程式可以看出n(NOx)=n(NaOH)．n(NOx)=n(NO₂)+n(NO)= 0．05+0．05=0．1mol。所以n(NaOH)=0．1mol．V(NaOH)=n÷C=0．1mol÷1mol/L=0．1L=100ml。
考點：考查守恒法在金屬與硝酸反應的計算中的應用的知識。