Question

【題目】銅既能與稀硝酸反應，也能與濃硝酸反應，當銅與一定濃度硝酸反應時，可將化學方程式表示為：Cu+HNO3→Cu(NO3)2+NO↑+NO2↑+H2O（未配平，不考慮2NO2N2O4)

完成下列填空：

（1）硝酸在該反應中的作用是_________，該反應的還原產物是_______。

（2）0.3molCu被硝酸完全溶解后，Cu失去的電子數是____個，如果得到的NO和NO2物質的量相同，則參加反應的硝酸的物質的量是______，若用排水法收集這些氣體，可得標準狀況下的氣體______L。

（3）如果參加反應的Cu和HNO3的物質的量之比是3:10，寫出該反應的離子方程式________。

（4）如果沒有對該反應中的某些物質的比例作限定，則化學方程式可能的配平系數有許多組。原因是_______________________。

Answer 1

【答案】 氧化劑、酸 NO、NO2 0.6NA 0.9NA 4.48 3Cu+10H++4NO3-=3Cu2++NO↑+3NO2↑+5H2O 改反應生成兩種還原產物，兩者的比例和氧化劑、還原劑的用量都可以發生變化

【解析】（1）在該反應中硝酸反應生成硝酸鹽，且硝酸中N元素的化合價降低，則作氧化劑，硝酸在反應中被還原，則對應的產物NO、NO2為還原產物；
（2）該反應中Cu元素由0價升高到+2價，則失去的電子為0.3mol×（2-0）×NAmol-1=0.6NA個，設NO的物質的量為n，得到的NO和NO2物質的量相同，由電子守恒可知，0.3mol×2=n×（5-2）+n×（5-4），解得n=0.15mol，則N原子守恒可知作氧化劑的硝酸為0.15mol+0.15mol=0.3mol，由Cu（NO3）2可知，作酸性的硝酸為0.3mol×2=0.6mol，則參加反應的硝酸的物質的量是0.3mol+0.6mol=0.9mol，由3NO2+H2O═2HNO3+NO可知，0.15molNO2與水反應生成0.05molNO，則用排水法收集這些氣體，最后氣體為NO，其物質的量為0.15mol+0.05mol=0.2mol，在標準狀況下，氣體的體積為0.2mol×22.4L/mol=4.48L；
（3）Cu+HNO3→Cu（NO3）2+NO↑+NO2↑+H2O中，參加反應的Cu和HNO3的物質的量之比是3：10，則3Cu+10HNO3→3Cu（NO3）2+xNO↑+yNO2↑+5H2O，
由電子守恒及N原子守恒可得，3x+y=6、x+y=4，解得x=1，y=3，則配平的化學反應為3Cu+10HNO3═3Cu（NO3）2+NO↑+3NO2↑+5H2O，單質、氣體、水在離子方程式中保留化學式，其離子反應為3Cu+10H++4NO3-→3Cu2++NO↑+3NO2↑+5H2O；
（4）該反應中硝酸被還原，生成兩種還原產物，兩者的比例和氧化劑、還原劑的用量都可以發生變化，則方程式可能的配平系數有許多組。