Question

将一定质量由Cu和CuO组成的固体粉末加入到100mL 11mol/L的浓HNO₃中，充分反应后，固体溶解完全，收集到NO、NO₂混合气体6.72L(标准状况)。若将该混合气体与2.24L O₂(标准状况)混合并通入到足量水中，恰好生成HNO₃．

（1）固体粉末中Cu单质的质量是多少克？

（2）向浓HNO₃反应后的溶液中加入4mol/L的NaOH溶液，当Cu²⁺恰好沉淀完时，需要NaOH溶液的体积是多少升？

Answer

（1）12.8g （2）0.2L

【解析】本题考查化学计算，（1）Cu失去电子，硝酸得到电子，被还原成NO、NO2，NO、NO2与O2、H2O反应，NO、NO2失去电子，O2得到电子，即Cu失去电子最终给了氧气，因此根据得失电子数目守恒，m(Cu)×2/64=2.24×4/22.4，解得m(Cu)=12.8g；（2）当Cu2＋全部转化成沉淀，此时溶液中的溶质为NaNO3，硝酸中的N部分转化成NO3－，部分转化NO和NO2，令NO的物质的量xmol，则NO2的物质的量为(6.72/22.4－x)mol，根据得失电子数目守恒，12.8×2/64=3x＋(6.72/22.4－x)，解得x=0.05mol，则NO2的物质的量为0.25mol，根据元素守恒，n(NaOH)=n(NaNO3)=n(HNO3)－n(NO、NO2)=（100×10－3×11－0.3）mol=0.8mol，则消耗氢氧化钠的体积为0.8/4L=0.2L。

点睛：本题考查化学计算，应该了解反应的过程，CuO＋2HNO3=Cu(NO3)2＋H2O、Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O、3Cu＋8HNO3=3Cu(NO3)2＋2NO2↑＋4H2O、4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3、4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3、（HNO3＋NaOH=NaNO3＋H2O）、Cu(NO3)2＋2NaOH=Cu(OH)2↓＋2NaNO3，通过方程式可以发现Cu失去电子，硝酸得到电子，被还原成NO、NO2，NO、NO2与O2、H2O反应，NO、NO2失去电子，O2得到电子，即Cu失去电子最终给了氧气，因此根据得失电子数目守恒，m(Cu)×2/64=2.24×4/22.4；求解消耗氢氧化钠的体积，通过反应方程式，当Cu2＋全部转化成沉淀，此时溶液中的溶质为NaNO3，硝酸一部分作氧化剂，一部分起酸性，因此根据元素守恒，n(NaOH)=n(NaNO3)=n(HNO3)－n(NO、NO2)=（100×10－3×11－0.3）mol=0.8mol，则消耗氢氧化钠的体积为0.8/4L=0.2L。