Question

32g铜与150mL一定浓度的硝酸恰好完全反应，产生的NO₂和NO混合气体在标准状况下的体积为11.2L．请回答：（不要求写计算过程）
（1）写出铜与稀硝酸反应的化学方程式______．
（2）NO为______ mol．标准状况V（NO）：V（NO₂）=______
（3）原硝酸溶液的浓度为______ mol•L-¹．
（4）试描述实验过程中试管内产生气体现象______．

Answer

（1）根据铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，书写化学方程式；
（2）设NO的物质的量为x mol，则NO2的物质的量为-x mol=（0.5-x ）mol，再根据得失电子守恒，铜失去电子数等于氮得到电子数，求出x，进而求出V（NO）：V（NO2）；
（3）根据氮原子守恒，n（HNO3）=n（被还原HNO3）+n（Cu（NO3）2）×2，求出原硝酸溶液的浓度；
（4）反应生成的红棕色二氧化氮和水反应生成硝酸和无色一氧化氮，气体颜色逐渐变浅．
【解析】
（1）硝酸具有强氧化性，铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，化学方程式为：3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O；
（2）设NO的物质的量为x mol，则NO2的物质的量为-x mol=（0.5-x ）mol，
因为 Cu-2e-═Cu2+，HNO3+e-═NO2，HNO3+3e-═NO
根据得失电子守恒有×2=xmol×3+（0.5-x ）mol×1，
解得 x=0.25mol
NO的体积为0.2mol×22.4L•mol-1=5.6L，NO2的体积为（0.5-0.25）mol×22.4L•mol-1=5.6L，所以V（NO）：V（NO2）=1：1；
（3）因为HNO3～NO、HNO3～NO2，所以，由氮元素守恒可知：n（被还原HNO3）=n（NO）+n（NO2）=0.5mol；
32g铜与150mL一定浓度的硝酸恰好完全反应，溶液中的溶质全部为Cu（NO3）2，
由氮原子守恒：n（HNO3）=n（被还原HNO3）+n（Cu（NO3）2）×2=0.5mol+×2=1.5mol，
则原硝酸溶液的浓度为：c（HNO3）==10mol•L-1；
（4）铜和硝酸反应生成NO2和NO混合气体，红棕色的NO2和水反应生成硝酸和无色的NO，化学方程式为：3NO2+H2O═2HNO3+NO，所以实验过程中试管内产生气体现象为：气体颜色逐渐变浅．
故答案为：
（1）3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O
（2）0.25，1：1；
（3）10；
（4）气体颜色逐渐变浅．