铜和硝酸的化学计算题将16g铜与100ml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5.6l.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120ml 5mol/l 的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu 2+ 全部转化为沉淀,求原有硝酸的物质的量浓度.

问题描述:

铜和硝酸的化学计算题
将16g铜与100ml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5.6l.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120ml 5mol/l 的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu 2+ 全部转化为沉淀,求原有硝酸的物质的量浓度.

首先得把化学反应式写出来,这是N和Cu的氧化还原反应,所以还有个产物应该是水,而不是氢气(根据电子得失配平等式)
2Cu+6HNO3 = NO+NO2+2Cu(NO3)2+3H2O
(1)由于NO和NO2的体积比是1:1,又因为L(NO)+L(NO2)=5.6L,所以体积均为2.8L。
(2)加入N阿OH之后会一定会和Cu(NO3)2发生反应,也可能原溶液中还有HNO3剩余也与NaOH发生反应。
即:Cu(NO3)2+2NaOH = Cu(OH)2+2NaNO3(等式1)
和:HNO3+NaOH = NaNO3+H2O(等式2)
经计算,NaOH有0.6mol,Cu有0.25mol,所以从等式1中可以看出必然有HNO3剩余,
等式1中沉淀完Cu共消耗NaOH0.5mol,NO3+(硝酸根)0.5mol,
所以NaOH还剩余0.1mol,从等式2中又得出0.1molNaOH消耗HNO3 0.1mol,
所以总共消耗HNO3 0.6mol,已知溶液体积为0.1L
所以量浓度为:0.6mol / 0.1L = 6mol/L

(1)设反应中产生NO和NO2的体积分别为x、y(据得失电子守恒有)

x+y=5.6
(x/22.4)×3+(y/22.4) ×1=(16/64)×2
解得x=2.8 L y=2.8 L
混合气体中NO2 和NO 的体积各是2.8 L
(2)根据反应后的溶液中只有一种溶质NaNO3 ,
设原硝酸的物质的量浓度为C
(由氮元素守恒)
硝酸中氮物质的量==NaNO3中氮物质的量+NO2 和NO中氮物质的量
则 0.1×C= 10^-3 ×120×5 + 5.6/22.4
得原硝酸的浓度为:C= 8.5mol/L