768g的铜和浓硝酸反应 生成了448L的气体 求消耗硝酸的物质的量

问题描述:

768g的铜和浓硝酸反应 生成了448L的气体 求消耗硝酸的物质的量

解析:
相关方程式;
Cu + 4HNO3(浓)→ Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
3Cu + 8HNO3(稀)→ 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
(1)判断过量:
Cu元素物质的量=768g / 64g/mol = 12 mol
标况下气体物质的量= 448L / 22.4L/mol = 20mol
生成NO2时,Cu:气体 物质的量= 1:2
生成NO时,Cu:气体 物质的量= 3:2
而实际上,Cu:气体 物质的量= 12:20=3:5
则可根据十字交叉法得到NO与NO2气体之比;
NO:3:2 1:10 1
\ /
3:5 =
/ \
NO2:1:2 9:10 9
所以可以肯定,在生成物中NO:NO2物质的量=1:9
即NO物质的量为 20mol * 1/10 = 2mol,NO2物质的量为 20mol * 9/10 = 18mol
设生成NO2时,消耗硝酸物质的量为 x mol,
生成NO时,消耗硝酸物质的量为 y mol
Cu + 4HNO3(浓)→ Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
x 18mol
4 2
解得:x = 36mol
3Cu + 8HNO3(稀)→ 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
y 2mol
8 2
解得:y = 8mol
所以共计消耗硝酸物质的量 = 36mol + 8mol = 44mol
【以上为具体的分析过程,实际上可利用Cu:Cu(NO3)2快速算出酸性反应消耗的硝酸,再利用生成的气体算出氧化还原反应消耗的硝酸,两者相加即可】

n(HNO3) = 2*768/64 + 448/22.4 = 44mol