将32.64g铜与150mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解后,产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L.(假定反应前后溶液体积不变,也不考虑N2O4的存在.)试计算:(1)反应后,溶液中硝酸铜物质的量浓度为多少?(2)混合气体中NO的体积为多少?(3)若将混合气体经水洗后,体积变为多少?

问题描述:

将32.64g铜与150mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解后,产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L.(假定反应前后溶液体积不变,也不考虑N2O4的存在.)试计算:
(1)反应后,溶液中硝酸铜物质的量浓度为多少?
(2)混合气体中NO的体积为多少?
(3)若将混合气体经水洗后,体积变为多少?

(1)32.64g铜的物质的量为

32.64g
64g/mol
=0.51mol,反应生成Cu(NO32,根据铜原子守恒可知n[Cu(NO32]=n(Cu)=0.51mol,故反应后,溶液中硝酸铜物质的量浓度为
0.51mol
0.15L
=3.4mol/L,
答:反应后,溶液中硝酸铜物质的量浓度为3.4mol/L;
(2)11.2L混合气体的物质的量为
11.2L
22.4L/mol
=0.5mol,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=0.51×2,
由二者物质的量之和:x+y=0.5
联立方程,解得x=0.26,y=0.24,
故NO的体积为0.26mol×22.4L/mol=5.824L,
答:NO的体积为5.824L,
(3)将混合气体经水洗,令混合气体体积减少为VL,则:
3NO2+H2O=2HNO3+NO,体积减少△V
3mol               44.8L
0.24mol            VL
所以3mol:0.24mol=44.8L:VL,
解得V=3.584,
故混合气体经水洗后,体积变为11.2L-3.584L=7.616L,
答:混合气体经水洗后,体积变为7.616L.
答案解析:(1)根据n=
m
M
计算32.64g铜的物质的量,反应生成Cu(NO32,根据铜原子守恒计算n[Cu(NO32],再根据c=
n
V
计算;
(2)根据n=
V
Vm
计算混合气体的物质的量,令混合气体中NO和NO2物质的量分别为xmol、ymol,利用电子转移守恒、二者物质的量之和列方程,据此计算x、y的值,再根据v=nVm计算NO的体积;
(3)将混合气体经水洗,发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO,结合(2)计算NO2物质的量,利用差量法计算反应后减少的体积,据此解答.
考试点:化学方程式的有关计算.
知识点:本题考查方程式的有关计算,难度中等,注意利用原子守恒、电子转移守恒进行的计算.