高一化学题 (说明理由)有某硫酸和硝酸的混合溶液20毫升,其中含有硫酸的浓度为2摩尔每升,含硝酸的浓度为1摩尔每升,现向其中加入0.96克铜粉,充分反应后(假设只生成一氧化氮气体),最多可收集到标准状况下的气体的体积为 () A 89.6毫升 B 112毫升 C 168毫升 D 224毫升

问题描述:

高一化学题 (说明理由)
有某硫酸和硝酸的混合溶液20毫升,其中含有硫酸的浓度为2摩尔每升,含硝酸的浓度为1摩尔每升,现向其中加入0.96克铜粉,充分反应后(假设只生成一氧化氮气体),最多可收集到标准状况下的气体的体积为 () A 89.6毫升 B 112毫升 C 168毫升 D 224毫升

答案是D
为什么呢?
因为电子守恒。在这个反应中,铜元素中的电子全部转到氮元素中。每个铜原子提供两个电子,每个氮原子吸收3个电子,所以被氧化的铜与被还原的氮之比为3:2
一共有0.96/64摩尔铜,所以有(0.96/64)*(2/3)mol一氧化氮(等于0.001)
0.001乘22.4L=224mL

Cu是不会和硫酸反应的,智慧和硝酸反应,硝酸的浓度是1mol/L,然后20ml,说明硝酸的物质的量是0.02mol,铜粉0.96g,对应的铜的物质的量是0.015mol
只生成一氧化氮气体,说明反应是
3Cu + 8HNO3= 3Cu(NO3)2+ 2No +4H2O
所以反应通过量,生成的气体按硝酸算,为0.005mol,
对应的体积就是112毫升

最理想的情况就是Cu与HNO3完全反应这里Cu 0.015mol,HNO3 0.02mol由3Cu+ 8H+ +2NO3- = 3Cu2+ + 2NO↑ +4H2O可知这里HNO3过量所以当0.015molCu反应完全时,收集气体最多此时消耗Cu0.015mol所以生成气体0.01mol所以V=22....