Question

向V mL含0.26 mol HNO₃的硝酸溶液中加入3.2 g Cu粉，假設HNO₃的還原  
產物只有NO₂和NO。反應結束后，將所得溶液加水稀釋至1000 mL，測得c(NO－3)=0.2mol/L。 計算：
（1）被還原的HNO₃得到的電子的物質的量；
（2）生成NO氣體的體積為多少mL(標況)。

Answer 1

（1）0.1mol  （2）448ml

試題分析：（1）有關的反應式是：
3Cu+8HNO₃＝3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O、Cu+4HNO₃＝Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O
n(Cu)＝3.2/64="0.05" mol
設Cu完全反應，則生成Cu(NO₃)₂ 0.05 mol ，其中含NO₃^-0.1 mol ，所以HNO₃過量
被還原的HNO₃得到的電子的物質的量就是被氧化的銅失去的電子的物質的量
即 0.05×2="0.1mol"
設生成NO的物質的量為x，生成NO₂的物質的量為y
根據電子轉移的守恒定律可知，被還原的HNO₃得到的電子的物質的量為
3x + y =" 0.1" mol
反應后生成氣體NO₂和NO（即沒有在溶液中）的氮的總量為
0.26mol - (0.2 mol·L^-1 × 1L) =0.06mol
即 x + y =" 0.06" mol
得3x + y =" 0.1" mol
組成的方程組解得x="0.02" mol
則生成NO氣體在標況下的體積為0.02mol×22.4L/mol×1000ml/L =" 448ml"
點評：該題是基礎性試題的考查，試題基礎性強，側重對基礎知識的鞏固與訓練，有利于培養學生的邏輯推理能力，和規范答題能力。該題的關鍵是利用好守恒法，即原子守恒、質量守恒定律、電子的得失守恒。