问题: 高中化学
将32.64 g 铜与140 mL 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11.2 L.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后,向溶液中加入 V mL a mol·L^-1 的NaOH 溶液,恰好使溶液中的Cu^2+全部转化成沉淀,则原硝酸溶液的浓度为__________mol·L^-1。
(3)欲使铜与硝酸反应生成的气体在NaOH溶液中全部转化为 NaNO3 ,至需要 30% 的双氧水__________g。
答案 (1)5.8 5.4
(2)(aV×10^-3+0.15)/0.14
(3)57.8
解答:
分析:(1)此题用Cu与N转移电子数相同来做。
先设生成了NO x mol,NO2 y mol。
32.64g Cu 的转移电子数为0.51 mol,Cu完全反应后全部转变为Cu(NO3)2,转移电子数为0.51*2=1.02mol。而HNO3中N显+5价,NO中N显+2价,NO2中N显+4价,由+5到+2,转移电子数为3,由+5到+4,转移电子数为1,则
3x+y=1.02mol
x+y=11.2/22.4=0.5 mol
解之得,
x=0.26,y=0.24
所以,V(NO)=0.26*22.4=5.824L
V(NO2) =0.24*22.4=5.376L
(2)先写出化学方程式,
HNO3+NaOH=NaNO3+H2O
Cu(NO3)2+2NaOH=2NaNO3+Cu(OH)2
由此可以看出,反应完全后,NO3^-全部与Na^+结合,所以,反应后的溶液中HNO3的物质的量与NaOH的物质的量相等,均为aV*10^-3 mol。原溶液中的HNO3还有一部分生成了NO和NO2,
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O
由此可知,与铜反应的硝酸的物质的量为0.24*2+0.26*4=1.52 mol。
所以,原硝酸溶液的浓度为(aV×10^-3+1.52)/0.14 。
(3)这相当于将(1)倒回去,需转移电子数0.26*3+0.24*1=1.02 mol。
1molH2O2被还原为H2O,转移电子数为2mol,所以, 需H2O2的物质的量为1.02/2=0.51mol。
所以,需要 30% 的 双氧水的质量为0.51*34/ 30% =57.8g
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