Question

【題目】將32.64g銅與140mL一定濃度的硝酸反應，銅完全溶解，產生的NO和NO2混合氣體在標準狀況下的體積為11.2L，請回答：

（1）若銅與硝酸剛好反應完全，則原硝酸溶液的濃度為______molL﹣1。

（2）NO的體積為______L，NO2的體積為______L。

（3）若將產生的氣體全部釋放后，向溶液中加入VmLamolL﹣1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部轉化為沉淀，則原硝酸溶液的濃度為____molL﹣1。（用含a和V的式子表示）

Answer 1

【答案】 10.8或10.9 5.82 5.38 或(aV+500)/140或aV/140+25/7或aV/140+3.57

【解析】(1)若銅與硝酸剛好反應完全，根據原子守恒參加反應的HNO3的物質的量為：2n(Cu2+)+n(NO)+n(NO2)=2×+=2×0.51mol+0.5mol=1.52mol，則原硝酸溶液的濃度為=1.9molL﹣1；

(2)32.64g銅的物質的量為=0.51mol，在反應中失去的電子的物質的量為2×0.51mol=1.02mol，11.2L混合氣體的物質的量為=0.5mol
令NO和NO2的物質的量分別為xmol、ymol，則：x+y=0.5、3x+y=1.02，解得x=0.26、y=0.24，NO的體積=0.26mol×22.4L/mol=5.824L；NO2的體積=0.24mol×22.4L/mol=5.376L；

(3)加入氫氧化鈉恰好使溶液中的Cu2+全部轉化成沉淀，此時溶液中溶質為NaNO3，根據鈉離子守恒有：n(NaNO3)=n(NaOH)=V×10-3L×amol/L=aV×10-3 mol，由N原子守恒可知：n(HNO3)=n(NaNO3)+n(NO和NO2)=aV×10-3 mol+0.5mol=(aV×10-3+0.5)mol，故硝酸的物質的量濃度==molL﹣1。