Question

氮及化合物在生产生活中有着重要的作用。请回答下列问题：

(1)连二亚硝酸H₂N₂O₂是一种二元弱酸，在水溶液中缓慢分解，其分解原理与碳酸分解原理相似，请写出连二亚硝酸分解的化学方程式_________________________。

(2)有一稀硫酸和稀硝酸的混合酸，其中H₂SO₄和HNO₃的物质的量浓度分别是3 mol·L^－1和1 mol·L^－1，取100 mL此混合酸，向其中加入过量的铁粉，待反应结束后，可产生标准状况下的气体的体积为____________ (设反应中HNO₃被还原成NO)。

(3)足量铜与一定量浓硝酸反应得到硝酸铜溶液和NO₂、N₂O₄、NO的混合气体，这些气体与1.5 molO₂混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸，若向所得硝酸铜溶液中加入NaOH溶液至Cu²⁺恰好完全沉淀，则消耗溶液中NaOH的物质的量为____________mol

Answer

H2N2O2 =N2O↑ + H2O 5.6 L 6

【解析】

(1)碳酸在溶液中分解生成二氧化碳和水，碳酸和二氧化碳在碳元素化合价相同，连二亚硝酸中氮元素化合价为+1价，由连二亚硝酸在水溶液中分解原理与碳酸分解原理相似可知，连二亚硝酸在水溶液中分解生成氮元素化合价相同的一氧化二氮和水；

（2）由题意可知，过量的铁与稀硝酸和稀硫酸反应生成一氧化氮和氢气；

（3）由反应生成的NO2、N2O4、NO的混合气体与1.5 molO2混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸可知，铜失去电子物质的量等于氧气得到电子的物质的量。

(1)碳酸在溶液中分解生成二氧化碳和水，碳酸和二氧化碳在碳元素化合价相同，连二亚硝酸中氮元素化合价为+1价，由连二亚硝酸在水溶液中分解原理与碳酸分解原理相似可知，连二亚硝酸在水溶液中分解生成氮元素化合价相同的一氧化二氮和水，反应的化学方程式为H2N2O2 =N2O↑ + H2O，故答案为：H2N2O2 =N2O↑ + H2O；

（2）100 mL混合酸中氢离子的物质的量为3 mol·L－1×0.1L×2+1mol·L－1×0.1L=0.7mol，硝酸根的物质的量为1 mol·L－1×0.1L=0.1mol，过量的铁和稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水，反应的化学方程式为3Fe+2NO3-+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O，由方程式可知，0.1mol硝酸根完全反应需0.4mol氢离子，则反应中氢离子过量0.3mol，过量的氢离子与铁反应生成氢气，标准状况下生成一氧化氮和氢气的体积为（0.1mol+）×22.4L/mol=5.6L，故答案为：5.6；

（3）由反应生成的NO2、N2O4、NO的混合气体与1.5 molO2混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸可知，铜失去电子物质的量等于氧气得到电子的物质的量，则铜离子的物质的量为=3mol，由铜原子个数守恒可知，铜离子的物质的量为3mol，由Cu2+—OH—可知，消耗溶液中NaOH的物质的量为3mol×2=6mol，故答案为：6。