Question

将3.2g Cu溶于a mol/L过量的硝酸30mL中，假设硝酸的还原产物只有NO和NO2，反应结束后，将所得溶液加水稀

将3.2g Cu溶于a mol/L过量的硝酸30mL中，假设硝酸的还原产物只有NO和NO2，反应结束后，将所得溶液加水稀释至1000mL，测得c（NO3-）为0.2mol/L．求：（1）稀释后溶液中H+的物质的量浓度为______．（2）生成的气体中NO2的物质的量为______，NO的物质的量为______．（用含a的关系式表示）．（3）用NaOH溶液吸收氮的氧化物是防止NOx污染的一种方法．原理为：2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2ONO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O若题中所述生成的混合气体能被NaOH溶液完全吸收，则a的取值范围为______．

Answer 1

（1）n（Cu）=

3.2g

64g/mol

=0.05mol，与硝酸反应生成Cu²⁺，加水稀释至1000mL，溶液中c（Cu²⁺）=

0.05mol

1L

=0.05mol/L，
根据溶液的电荷守恒可知溶液中存在2c（Cu²⁺）+c（H⁺）=c（NO₃^-），由于氢氧根离子浓度较小，可忽略不计，
则c（H⁺）=0.2moL/L-2×0.05mol/L=0.1mol/L，
故答案为：0.1 mol/L；
（2）设n（NO₂）=xmol，n（NO）=ymol，
根据电子守恒，有x+3y=0.05×2，
根据N元素守恒，有x+y=0.03a-0.2，
解之得：x=（0.045a-0.35）mol，y=（0.15-0.015a）mol；
故答案为：（0.045a-0.35）mol；（0.15-0.015a）mol；
（3）如硝酸全部被还原为NO₂，由转移电子数目相等可知生成的NO₂物质的量为n（NO₂）=2n（Cu）=2×0.05mol=0.1mol，则0.03a-0.2=0.1，a=10，
如生成NO和NO₂，气体完全被吸收，则由反应2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O，NO₂+NO+2NaOH=2NaNO₂+H₂O可知，应满足n（NO₂）≥n（NO），
设二者物质的量相等，且都为xmol，则由转移电子数目相等可知x+3x=0.05×2，x=0.025，
此时0.03a-0.2=0.025×2，
a=

25

3

=8.3，
则a≥

25

3

，
应满足

25

3

≤a＜10（或8.3≤a＜10），
故答案为：

25

3

≤a＜10（或8.3≤a＜10）．