Question

【題目】將一定質量的銅片加入到20 mL某濃度的濃硝酸中，充分反應后，銅片全部溶解，并收集到標準狀況下的混合氣體共896mL(假設[體中只有NO和NO2)。向反應后所得溶液中逐滴滴加lmol/L的NaOH溶液，產生沉淀質量與加入NaOH溶液體積(單位: mL)的關系如圖所示。回答下列問題:

(1)B點所表示溶液中只含一種溶質，該物質是______(填化學式)。

(2)收集的氣體中，NO2的物質的量為_______mol。

(3)原濃硝酸的濃度為_______mol/L。

(4)欲使銅與硝酸產生的混合氣體在氫氧化鈉溶液中全部轉化為硝酸鈉，至少需要30%的雙氧水______g(保留兩位有效數字)。

Answer 1

【答案】 NaNO3 0.01 15 5.7

【解析】分析：銅與硝酸反應生成硝酸銅、NO、NO2和H2O，向反應后所得溶液中逐滴滴加lmol/L的NaOH溶液，根據圖像可知開始階段沒有沉淀產生，說明硝酸過量，0～160mL氫氧化鈉用來中和過量的硝酸；160～260mL氫氧化鈉用來沉淀銅離子，據此解答。

詳解：(1)B點時沉淀質量不再發生變化，因此溶液中的溶質是硝酸鈉，化學式為NaNO3；

(2)沉淀銅離子消耗氫氧化鈉是260mL－160mL＝100mL，物質的量是0.1mol，根據電荷守恒可知銅失去電子的物質的量就是消耗的氫氧根離子的物質的量，為0.1mol。設收集的氣體中NO和NO2的物質的量分別是xmol、ymol，則根據電子得失守恒和原子守恒可知x+y＝0.896÷22.4＝0.04，3x+y＝0.1，解得x＝0.03、y＝0.01，即NO2的物質的量為0.01mol。

(3)銅的物質的量是0.1mol÷2＝0.05mol，生成硝酸銅是0.05mol。剩余硝酸的物質的量是0.16L×1mol/L＝0.16mol，則根據氮原子守恒可知原濃硝酸的物質的量是0.16mol+0.05mol×2+0.04mol＝0.3mol，則濃度為0.3mol÷0.02L＝15mol/L。

(4)欲使銅與硝酸產生的混合氣體在氫氧化鈉溶液中全部轉化為硝酸鈉，根據電子得失守恒可知雙氧水得到的電子的物質的量就是金屬銅失去電子的物質的量，為0.1mol，1mol雙氧水得到2mol電子，則需要雙氧水是0.05mol，因此至少需要30%的雙氧水的質量是。