【题目】将32.64g铜与140mL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)参加反应的硝酸的物质的量是_______mol。
(3)待产生的气体全部释放后,向溶液加入VmL a mol/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___________mol/L。(结果不需化简)
(4)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3,至少需要30%的双氧水________g。
【答案】 5.376 5.824 1.52 ( av·10-3+0.5)/0.14 57.8
【解析】铜的物质的量为n(Cu)= =0.51mol,混合气体的物质的量为n(NO)+n(NO2)= =0.5mol,(1)设NO为xmol,NO2为ymol,电子得失守恒得:3x+y=0.51×2,气体的总物质的量为x+y=0.5,解之得x=0.26,y=0.24,则V(NO)=0.26mol×22.4L/mol≈5.8L,V(NO2)=0.24mol×22.4L/mol≈5.4L;(2)铜与硝酸反应,反应生成硝酸铜、NO和NO2,由N原子守恒:参加反应的硝酸n(HNO3)=2n(Cu(NO3)2)+n(NO)+n(NO2)=0.51mol×2+0.5mol=1.52mol。(3)当Cu2+全部转化成沉淀时,溶液中的溶质为NaNO3,根据氮元素守恒,HNO3的物质的量为n(Na+)+n(NO)+n(NO2),n(Na+)=n(NaOH)=aV×10-3mol,n(NO)+n(NO2)=0.5mol,则原硝酸溶液的浓度为 mol/L;(4)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为NaNO3,由得失电子守恒可得n(H2O2)×2=3n(NO)+n(NO2)0.26mol×3+0.24mol,n(H2O2)=0.51mol,m(H2O2)=0.51mol×34g/mol/30%=57.8g.