Question

将28.8g铜与150mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生的NO和NO₂混合气体在标准状况下的体积为11.2L。请回答：

（1）NO的体积为___L，NO₂的体积为___L；

（2）待产生的气体全部释放，向溶液中加入200mL5mol·L^-1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___mol·L^-1。

Answer

4.48 6.72 10

【解析】

发生Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，n（Cu）==0.45mol，混合气体物质的量为=0.5mol；

（1）设NO的为xmol，NO2的为ymol，因为铜与硝酸的反应是一个氧化还原反应，根据题意及电子得失守恒列式计算；

（2）当Cu2+全部转化成沉淀时，溶液中的溶质为NaNO3，因此，根据氮元素守恒，HNO3的物质的量为n（Na+）+n（NO）+n（NO2）。

(1)NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L，则物质的量为0.5mol；设混合气体中NO的物质的量为x，NO2的物质的量为y，根据元素守恒有①：x+y=0.5mol；28.8g铜的物质的量为=0.45mol，反应过程中Cu为唯一还原剂，根据电子守恒有②：3x+y=0.45mol×2，联立式①②可解得x=0.2mol，y=0.3mol，即混合气体中含0.2molNO和0.3molNO2，体积分别为4.48L和6.72L；

(2)当溶液中的Cu2+全部转化成沉淀时，溶液中的溶质为NaNO3，所以n(NaNO3)=n(Na+)= n(NaOH)=5mol·L-1×0.2L=1mol，根据元素守恒可知原溶液中n(HNO3)= n(NaNO3)+ n(NO)+n(NO2)=1mol+0.2mol+0.3mol=1.5mol，所以浓度为=10mol·L-1。