Question

将32.0g铜与60.0mL一定浓度的硝酸发生如下反应：Cu＋4HNO₃ = Cu(NO₃)₂＋2NO₂↑＋2H₂O；3Cu＋8HNO₃ = 3Cu(NO₃)₂＋2NO↑＋4H₂O。铜完全溶解产生的混合气体体积为8.96L(标况)。请计算(各数据保留两位有效数字)：

(1)NO的体积为______

(2)该混合气体的平均摩尔质量约为______

(3)待产生的气体全部释放后，向溶液加入100mL 2.0mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu²⁺全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为______。

Answer

6.7L 34 g/mol 10mol/L

【解析】

(1)n(Cu)==0.5mol，n(NO+NO2)==0.4mol。

设NO的物质的量为x，则NO2的物质的量为0.4-x;

依据电子守恒，可得出如下关系式：3x+(0.4-x)×1=0.5mol×2，求出x后，即可求出NO的体积。

(2)求出NO、NO2的物质的量，再利用M=即可求出该混合气体的平均摩尔质量。

(3)待产生的气体全部释放后，向溶液加入100mL 2.0mol/L的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀，此时溶质为NaNO3。从而得出表现出酸性的硝酸和剩余的硝酸的物质的量，再加上表现出强氧化性的硝酸的物质的量，即可求出原硝酸的物质的量，最后求出原硝酸溶液的浓度。

(1)n(Cu)==0.5mol，n(NO+NO2)==0.4mol。

设NO的物质的量为x，则NO2的物质的量为0.4-x;

依据电子守恒，可得出如下关系式：3x+(0.4-x)×1=0.5mol×2，x=0.3mol，

V(NO)=0.3mol×22.4L/mol=6.7L。答案为：6.7L；

(2)n(NO)=0.3mol，则n(NO2)=0.1mol，M==34。答案为：34 g/mol；

(3)n(酸性)+n(余)=n(NaOH)= 0.100mL×2.0mol/L=0.2mol，n(氧化性)=0.4mol，

n(总)=0.2mol+0.4mol=0.6mol，c(HNO3)==10mol/L。答案为：10mol/L。