Question

（8分）將32.64g銅與200mL一定濃度的硝酸反應，銅完全溶解產生的混合氣體在標準狀況下的體積為11.2L。請回答：

（1）NO的體積為       L，NO₂的體積為          L（各保留二位有效數字）。

（2）待產生的氣體全部釋放后，向溶液加入VmL amol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部轉化成沉淀，則原硝酸溶液的濃度為          mol/L。

（3）欲使銅與硝酸反應生成的氣體在NaOH溶液中全部轉化為NaNO₃，至少需要30%的雙氧水          g。

 

Answer 1

（1）5.8    5.4   （2）    （3）57.8

解析:(1)硝酸的還原產物一般是NO和NO₂，即混合氣體是NO和NO₂，其物質的量是。32.64g銅是，共失去電子0.51mol×2＝1.02mol。根據得失電子守恒可知n(NO)×3＋n(NO₂)×1＝1.02mol，又因為n(NO)＋n(NO₂)＝0.5mol，所以n(NO)＝0.26mol，n(NO₂)＝0.24mol，其體積分別是0.26mol×22.4L/mol=5.8L，11.2L－5.8L＝5.4L。

（2）溶液中的Cu²⁺恰好全部轉化成沉淀后，留在溶液中的就只有硝酸鈉，根據鈉原子守恒可知硝酸鈉是0.001Vamol，再根據氮原子守恒可知，原硝酸的物質的量是（0.001Vamol＋0.5mol），所以原硝酸溶液的濃度為。

（3）若使NO和NO₂氣體全部轉化為硝酸鈉，則相當于硝酸從銅中得到的電子又被雙氧水得到。因為雙氧水的還原產物是水，即1molH₂O₂在反應中得到2mol電子，所以根據得失電子守恒可知需要雙氧水的物質的量是，其質量為0.51mol×34g/mol＝17.34g，因此需要30%的雙氧水的質量是17.34g÷30％＝57.8g。