Question

在50 mL a mol·L^-1的硝酸溶液中，加入6．4g Cu，全部溶解，假設硝酸的還原產物只有NO₂和NO，將反應后溶液用蒸餾水稀釋至100 mL時測得c(NO₃^-)＝3 mol·L^-1。
(1)求稀釋后的溶液中H⁺的物質的量濃度
(2)若a＝9，求生成的氣體中NO₂的物質的量
(3)治理氮氧化物污染的方法之一是用NaOH溶液進行吸收，反應原理如下：
NO₂＋NO＋2NaOH＝2NaNO₂＋H₂O、2NO₂＋2NaOH＝NaNO₂＋NaNO₃＋H₂O。若將上述的NO₂和NO的混合氣體通入1 mol·L^-1的NaOH溶液恰好被吸收，求需要NaOH溶液的體積。

Answer 1

（1）1mol/L   (2)0．125 mol    (3) 150ml

試題分析：（1）6．4g Cu的物質的量為6．4g÷64g/mol＝0．1mol，所以溶液n（Cu²⁺）=n（Cu）=0．1mol，溶液中c（NO₃^-）＝c（H⁺）+2c（Cu²⁺），因此溶液中c（H⁺）＝2c（Cu²⁺）-c（NO₃^-）＝×2－3mol/L＝1mol/L。
（2）根據N元素守恒，可知n（NO₂）+n（NO）=n_硝酸溶液（HNO₃）-n_{反應后溶液}（NO₃^-）＝0．05L×9mol/L＝0．45mol-0．1L×3mol/L＝0．15mol，令NO₂、NO的物質的量分別為xmol、ymol，則：x+y＝0．15、x+3y＝0．1×2，解得，x=0．125，y=0．025。
（3）反應后為NaNO₂、NaNO₃混合溶液，根據N元素守恒可知，n（NaNO₂）+n（NaNO₃）＝n（NO₂）+n（NO）＝0．15mol，根據鈉元素守恒可知，n（NaOH）＝n（NaNO₂）+n（NaNO₃）＝0．15mol，NaOH溶液的體積為0．15mol÷1L/mol＝0．15L=150mL。