问题 选择题

38.4 mg铜与一定量的浓硝酸反应,铜全部反应后,共收集到气体22.4 mL(标准状况),反应消耗硝酸的物质的量是(   )

A.1×10-3 mol

B.1.6×10-3 mol

C.2.2×10-3 mol

D.2.4×10-3 mol

答案

答案:C

解法1(极值法):若全部为NO2,根据化学反应方程式得其体积应为:

×2×22.4 L·mol-1=26.88×10-3 L="26.88" mL。

故产生的气体为NO2和NO混合气。

若按Cu+4HNO3====Cu(NO32+2NO2↑+2H2O考虑,消耗HNO3量最大,

n(HNO3)=0.6×10-3 mol×4=2.4×10-3 mol

若按3Cu+8HNO3====3Cu(NO32+2NO↑+4H2O考虑,消耗HNO3量最少:

n(HNO3)=×0.6×10-3 mol=1.6×10-3 mol

实际消耗硝酸介于1.6×10-3 mol与2.4×10-3 mol之间。正确答案为C。

解法2(列方程求解):假设生成NO2物质的量为x,NO物质的量为y。

Cu+4HNO3====Cu(NO32+2NO2↑+2H2O

1  4                  2

 2x                 x

3Cu+8HNO3====3Cu(NO32+2NO↑+4H2O

3   8                   2

y 4y                  y

依题有:

x=9×10-4 mol  y=10-4 mol

所以消耗的HNO3物质的量:2x+4y=2×9×10-4 mol+4×10-4 mol=2.2×10-3 mol

选择C。

解法3(N守恒法):

反应中被还原的HNO3的物质的量为n(NOx)==10-3 mol

反应中起酸性作用的硝酸的物质的量为2n〔Cu(NO32〕=2×=1.2×10-3 mol

反应中共消耗硝酸的总物质的量=1.0×10-3 mol+1.2×10-3 mol=2.2×10-3 mol

选择C。

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