问题 问答题

已知Cu和HNO3可以发生如下反应:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO32+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O

已知22.4g铜与140mL一定浓度的硝酸恰好完全反应,产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L.试求:

(1)标准状况下NO和NO2的体积分别是多少?

(2)待产生的气体全部释放后,向溶液中加入2mol/L的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化为沉淀,所需NaOH溶液的体积是多少?

答案

(1)设NO的体积为VL,NO2的体积为(11.2-V)L.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,有:

22.4g
64g/mol
×2=
VL
22.4L/mol
×3
+
(11.2-V)L
22.4L/mol
×1

解得:V=2.24L.即NO的体积为2.24L,则NO2的体积为11.2L-2.24L=8.96L,

答:标准状况下NO和NO2的体积分别是2.24L、8.96L.

(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)=(

22.4g
64g/mol
×2+
11.2L
22.4L/mol
),

n(Na+)=0.7mol,

n(NaOH)=n(Na+)=0.7mol,

V(NaOH)=

0.7mol
2mol/L
=0.35L,

答:所需NaOH溶液的体积是0.35L.

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