（2012•青浦区一模）将28.8g铜投入100mL浓硝酸中，最后铜有剩余，其NO3-离子物质的量变化如图所示，请回答下列问题：（1）开始反应时浓硝酸的物质的量浓度为mol/L．（2）铜与浓硝酸反

Question

（2012•青浦区一模）将28.8g铜投入100mL浓硝酸中，最后铜有剩余，其NO₃^-离子物质的量变化如图所示，请回答下列问题：
（1）开始反应时浓硝酸的物质的量浓度为______mol/L．
（2）铜与浓硝酸反应生成的气体在标准状况下的体积（不考虑NO₂与N₂O₄的平衡）为______L．
（3）硝酸完全反应后消耗铜的物质的量n（Cu）是______mol．
（4）应再往此反应体系中滴加______mL 2mol/L的硫酸才能使剩余的铜恰好完全溶解．已知此过程中NO₃^-的还原产物为NO．
（5）a g铜全部溶于一定量的浓硝酸中，测得生成的气体在标准状况下的体积（不考虑NO₂与N₂O₄的平衡）为b L，为消除污染，将生成的气体通入NaOH溶液中，气体被完全吸收．
已知：NO+NO₂+2NaOH→2NaNO₂+H₂O 2NO₂+2NaOH→NaNO₃+NaNO₂+H₂O
如果NO、NO₂混合气体用NO_x表示，被NaOH溶液完全吸收时，x的取值范围______；生成NaNO₂的物质的量是

(a)/(64)

(a)/(64)

mol；NaNO₃的物质的量是

（(b)/(22.4)-(a)/(64)）

（(b)/(22.4)-(a)/(64)）

mol．
（6）在常温下，把NO气体压缩到1.01×10⁷Pa，再加热到50℃，发现气体的压强迅速下降，压强降至略小于原压强的(2)/(3)，然后压强就不再改变．已知其中一种产物为N₂O，则上述变化的化学方程式为______，______．气体的平均摩尔质量为M，则M的取值范围应该是______．

Answer 1

（1）由图可知，开始时n（NO₃^-）=1.0mol，则n（HNO₃）=n（NO₃^-）=1.0mol，则c（HNO₃）=(1.0mol)/(0.1L)=10mol/L，故答案为：10；
（2）由图可知，反应结束时，溶液中NO₃^-为0.6mol，根据氮元素守恒，生成气体的物质的量为1.0mol-0.6mol=0.4mol，标况下二氧化氮的体积为0.4mol×22.4L/mol=8.96L，故答案为：8.96；
（3）溶液中溶质为硝酸铜，由图可知，反应结束时，溶液中NO₃^-为0.6mol，故消耗n（Cu）=n（硝酸铜）=(0.6mol)/(2)=0.3mol，故答案为：0.3；
（4）28.8g铜的物质的量为(28.8g)/(64g/mol)=0.45mol，故剩余Cu为0.45mol-0.3mol=0.15mol，
 3  Cu+2  NO₃^-+8  H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O
  3       2       8
0.15mol          n（H⁺）
则n（H⁺）=(0.15mol×8)/(3)=0.4mol，故n（H₂SO₄）=0.2mol，则需要硫酸体积为(0.2mol)/(2mol/L)=0.1L=100mL，
故答案为：100；
（5）由方程式可知，NO单独不能被吸收，NO和NO₂混合气体被NaOH溶液被完全吸收，满足n（NO₂）：n（NO）≥1，当n（NO₂）：n（NO）=1时x值最小，x最小值为(2+1)/(2)=1.5，因为混有NO，所以x最大值＜2，故x的取值范围为1.5≤x＜2；
纵观整个过程，Cu失去的电子等于硝酸生成亚硝酸钠时获得的电子，根据电子转移守恒，n（NaNO₂）=n（Cu）=(ag)/(64g/mol)=(a)/(64)mol，根据N元素守恒，可知n（NaNO₃）=n（气体）=(bL)/(22.4L/mol)-(a)/(64)mol=（(b)/(22.4)-(a)/(64)）mol，
故答案为：1.5≤x＜2；(a)/(64)；（(b)/(22.4)-(a)/(64)）；
（6）在常温下，把NO气体压缩到1.01×10⁷Pa，再加热到50℃，发现气体的压强迅速下降，压强降至略小于原压强的(2)/(3)，然后压强就不再改变．已知其中一种产物为N₂O，依据原子个数守恒可知该反应为：3NO=N₂O十NO₂，因为存在2NO₂N₂O₄，即生成的NO₂又双聚成N₂O₄，导致气体分子数减少，压强降至略小于原压强的(2)/(3)，
若只发生反应：3NO=N₂O十NO₂，气体的平均摩尔质量最小，此时M=(3×30g/mol)/(2)=45g/mol，
若二氧化氮完全转化为四氧化二氮时，气体的平均摩尔质量最大，1molNO₂得到0.5molN₂O₄，
则此时M=(1mol×44g/mol+0.5mol×92g/mol)/(1mol+0.5mol)=60g/mol，
综上分析，可知45g/mol＜M＜60g/mol，
故答案为：3NO=N₂O十NO₂；2NO₂N₂O₄；45g/mol＜M＜60g/mol．