Question

某研究性學(xué)習(xí)小組用48.0克銅屑與氧化銅的混合物與硫酸和硝酸的混酸100ml溶液反應(yīng)制取五水硫酸銅晶體，混酸中硝酸的還原產(chǎn)物為NO，反應(yīng)過(guò)程中不產(chǎn)生SO₂，反應(yīng)后溶液中只有硫酸銅．若在固體混合物中銅屑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4，試計(jì)算：
（1）最終制得晶體的質(zhì)量．
（2）混酸中兩溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度．

Answer 1

解：（1）混合物中含m（Cu）=48×0.4g=19.2，所以n（Cu）==0.3mol；
m（CuO）=48g×（1-0.4）=48×0.6=28.8g，n（CuO）==0.36mol；
依銅元素守恒可知n（CuSO₄?5H₂O）=n（Cu）+n（CuO），
所以CuSO₄?5H₂O晶體的質(zhì)量為：m（CuSO₄?5H₂O）=（0.3mol+0.36mol）×250g/mol=165g，
答：可得CuSO₄?5H₂O晶體的質(zhì)量為165g；
（2）依據(jù)電子守恒可得：3n（HNO₃）=3n（Cu），所以n（HNO₃）=n（Cu）=×0.3mol=0.2mol，
所以c（HNO₃）==2mol/L；
由硫酸根守恒可知n（H₂SO₄）=n（CuSO₄?5H₂O）=（0.3mol+0.36mol）=0.66mol，
所以c（H₂SO₄）==6.6mol/L，
答：硝酸濃度為2mol/L；硫酸濃度為6.6mol/L．
分析：（1）計(jì)算48.0克銅屑與氧化銅的混合物中銅與氧化鐵的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算物質(zhì)的量，依銅元素守恒可知n（CuSO₄?5H₂O）=n（Cu）+n（CuO），再根據(jù)m=nM計(jì)算CuSO₄?5H₂O晶體的質(zhì)量；
（2）依據(jù)電子守恒可得：3n（HNO₃）=3n（Cu），據(jù)此計(jì)算混酸中n（HNO₃）；由硫酸根守恒可知n（H₂SO₄）=n（CuSO₄?5H₂O），據(jù)此計(jì)算混酸中n（H₂SO₄），再結(jié)合c=計(jì)算．
點(diǎn)評(píng)：本題考查混合計(jì)算等，難度中等，清楚硝酸全部起氧化劑作用是關(guān)鍵，注意守恒思想的運(yùn)用．