题目

题型：不详难度：来源：

3.2 g Cu与过量硝酸(a mol·L^-1，30 mL)充分反应。硝酸的还原产物只有NO₂、NO。反应后溶液中含H⁺为0.1 mol。
(1)此时溶液中所含为_______________mol。
(2)求生成的气体中NO₂和NO的物质的量(用含有a的式子表示)。
(3)用NaOH溶液吸收产生的气体，原理为：2NO₂+2NaOH====NaNO₃+NaNO₂+H₂O，NO₂+NO+2NaOH====2NaNO₂+H₂O。
若生成的混合气体能被NaOH完全吸收，试讨论a的取值范围。

答案

(1)0.2
(2)(0.045a-0.35) mol，(0.15-0.015a)mol
(3)8.3≤a＜10

解析

(1)利用溶液中电荷守恒：n()×1=n(Cu²⁺)×2+n(H⁺)×1，所以，n()="0.2" mol
(2)设生成气体中NO₂、NO的物质的量分别为X、Y。
由得失电子守恒：X+3Y="0.1" mol
由“N”元素守恒：X+Y="(0.03a-0.2)" mol
解得：X="(0.045a-0.35)" mol；Y="(0.15-0.015a)" mol 。
(3)根据题给信息，完全吸收的条件是n(NO₂)≥n(NO)时，才可能被完全吸收。
所以，首先是要保证产生NO、NO₂，则列式为①②式：
X＞0得：a＞7.8①
Y＞0得：a＜10②
再由必须完全吸收的条件列③式：
X≥Y得：a≥8.3③
所以，三式联立解不等式组，得到a的取值范围：8.3≤a＜10。