将32g铜与200mL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)求混合气体中NO2和NO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300mL 5mol/L的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,求原有硝酸的物质的量浓度.
(1)32g铜的物质的量为
=0.5mol,11.2L混合气体的物质的量为32g 64g/mol
=0.5mol,11.2L 22.4L/mol
令混合气体中NO和NO2物质的量分别为xmol、ymol,
由电子转移守恒有:3x+y=0.5×2,
由二者物质的量之和:x+y=0.5
联立方程,解得x=0.25,y=0.25,
故NO的体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L,
NO2的体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L,
答:混合气体中NO2和NO的体积分别为5.6L、5.6L;
(2)向反应后溶液中加入NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化成沉淀,此时溶液中溶质为NaNO3,由钠离子守恒n(NaNO3)=n(NaOH)=0.3L×5mol/L=1.5mol,根据氮原子守恒可知n(HNO3)=n(NaNO3)+n(NO2+NO)=1.5mol+0.5mol=2mol,故原有硝酸的物质的量浓度为
=10mol/L,2mol 0.2L
答:原有硝酸的物质的量浓度为10mol/L.