铜既能与稀硝酸反应，也能与浓硝酸反应，当铜与一定浓度硝酸反应时，可将方程式表示为：Cu+HNO3→Cu（NO3）2+NO↑+NO2↑+H2O（方程式未配平，不考虑2NO2⇌N2O4）．（1）硝酸在该反应中体现

Question

铜既能与稀硝酸反应，也能与浓硝酸反应，当铜与一定浓度硝酸反应时，可将方程式表示为：Cu+HNO₃→Cu（NO₃）₂+NO↑+NO₂↑+H₂O （方程式未配平，不考虑 2NO₂⇌N₂O₄）．
（1）硝酸在该反应中体现的性质有___．
（2）如果参加反应的Cu和HNO₃的物质的量之比是3：10，写出并配平该反应的离子方程式___．
（3）0.004molCu被硝酸完全溶解后，Cu失去的电子数是___，如果得到的NO和NO₂物质的量相同，则参加反应的硝酸的物质的量是___，在标准状况下若将收集NO和NO₂的集气瓶倒立于水中，通入一定量的氧气充分反应后发现无气体剩余，则通入O₂的体积为___ mL；所得溶液（假设溶质不扩散）的物质的量浓度是___．

Answer 1

（1）反应中氮元素化合价由+5价降低为+2、+4价，体现硝酸氧化性，同时生成硝酸盐，硝酸体现酸性．
故答案为：氧化性、酸性；
（2）令铜为3mol，则HNO₃为10mol，根据铜元素守恒可知，生成硝酸铜3mol，所以氧化剂作用的硝酸为10mol-6mol=4mol，令生成NO为xmol，则生成NO₂为（4-x）mol，根据电子转移守恒可知，3x+（4-x）×1=3×2，解得x=1，即生成NO为1mol，则生成NO₂为3mol，反应离子方程式为3Cu+10H⁺+4NO₃^-=3Cu²⁺+NO↑+3NO₂↑+5H₂O．
故答案为：3Cu+10H⁺+4NO₃^-=3Cu²⁺+NO↑+3NO₂↑+5H₂O；
（3）铜失去2个电子形成Cu²⁺，失去的电子物质的量是铜的2倍，0.004molCu被硝酸完全溶解后，Cu失去的电子数是0.004mol×2×N_Amol^-1=0.008N_A；根据铜元素守恒，n[Cu（NO₃）₂]=n（Cu）=0.004mol，令NO、NO₂的物质的量为ymol，根据电子转移守恒有3y+y=0.004×2，解得y=0.002，根据氮元素守恒可知，参加反应的硝酸的物质的量：n（HNO₃）=2n[Cu（NO₃）₂]+n（NO₂）+n（NO）=0.004mol×2+0.002mol+0.002mol=0.012mol；根据方程式4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃、4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃可知，需要通入O₂的物质的量为：0.002mol×(1)/(4)+0.002mol×(3)/(4)=0.002mol，生成硝酸的物质的量为0.002mol+0.002mol=0.004mol，所以需要氧气的体积为0.002mol×22.4L/mol=0.0448L=44.8ml；溶液体积等于一氧化氮与二氧化氮的体积之和，所以溶液的体积为0.004mol×22.4L/mol=0.004×22.4L，所得溶液的物质的量浓度是(0.004mol)/(0.004×22.4L)=(1)/(22.4)mol/L．
故答案为：0.008N_A；0.012mol；44.8mL；(1)/(22.4)mol/L（或0.0446 mol•L^-1）．