Question

（7分）銅與濃硝酸反應的化學方程式如下：Cu +4HNO₃（濃）==Cu(NO₃)₂+2 NO₂↑+2H₂O將 3．2 g銅完全溶于足量的 50 mL 11．0 mol?L^-1的濃硝酸中，只生成NO₂氣體，假設(shè)反應后溶液的體積仍為 50 mL。試計算
(1)反應后可生成標準狀況下NO₂氣體多少 L? (寫計算過程)
(2)反應后溶液中NO₃^－物質(zhì)的量濃度為_________________________。

Answer 1

（4分） (1)2.24L (2分)   格式2分  (2)  9 mol?L^-1  (3分)(單位漏寫扣1分)

試題分析：（1）3.2g銅是3.2g÷64g/mol＝0.05mol、硝酸的物質(zhì)的量是0.05mol×11mol/L＝0.55mol。根據(jù)濃硝酸和銅反應的方程式是Cu +4HNO₃（濃）＝Cu(NO₃)₂+2 NO₂↑+2H₂O，所以0.05mol銅需要0.05mol×4＝0.2mol，所以硝酸是過量的。生成NO₂是0.05mol×2＝0.1mol，在標準狀況下的體積是0.1mol×22.4L/mol＝2.24L。
（2）根據(jù)氮原子守恒可知，反應后溶液中NO₃^－的物質(zhì)的量是0.55mol－0.1mol＝0.45mol。溶液的體積是50ml，所以反應后溶液中NO₃^－物質(zhì)的量濃度為0.45mol÷0.05L＝9.0mol/L。
點評：由于反應物的物質(zhì)的量都是已知的，所以該題在計算時首先需要討論過量問題。即計算NO₂的體積時必需是以完全參加反應的物質(zhì)的物質(zhì)的量為標準。其次在計算時應該利用好守恒法，以簡化計算過程。