Question

在100mL的混合酸溶液中，硝酸的物质的量浓度为0.5mol/L，硫酸的物质的量浓度为0.15mol/L，向其中加入5.76g铜粉，微热，使其充分反应．
（1）溶液中Cu²⁺的物质的量浓度是

0.3mol/L

．
（2）若要使5.76g铜粉恰好完全溶解，且溶液中只存在一种盐．则原溶液中硝酸的物质的量是

0.06mol

；硫酸的物质的量是

0.09mol

．

Answer 1

分析：（1）根据n=

m

M

计算铜的物质的量，根据n=cV计算NO₃^-、H⁺的物质的量，根据反应3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO+4H₂O进行过量计算，根据不足量的物质计算n（Cu²⁺），再根据c=

n

V

计算；
（2）使5.76g铜粉恰好完全溶解，且溶液中只存在一种盐，硝酸根完全反应，根据方程式计算n（NO₃^-），计算消耗的n（（H⁺），根据电荷守恒计算n（SO₄^2-），硫酸根守恒可知n（H₂SO₄）=n（SO₄^2-）．

解答：解：（1）n（HNO₃）=0.1L×0.5mol/L=0.05mol，n（H₂SO₄）=0.1L×0.15moL/L=0.015moL，故n（H⁺）=0.05moL+2×0.015moL=0.08mol，
5.76g铜的物质的量为

5.76g

64g/mol

=0.09mol，
则：3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO+4H₂O
   3mol 2mol 8mol
0.03mol 0.02mol 0.08mol
由上述计算可知，H⁺不足，故根据H⁺计算，由方程式可知n（Cu²⁺）=

3

8

n（H⁺）=

3

8

×0.08mol=0.03mol，
故c（Cu²⁺）=

0.03mol

0.1L

=0.3 mol/L
故答案为：0.3mol/L；
（2）由上述方程式可知，0.09molCu完全反应，则n（NO₃^-）=

2

3

n（Cu）=

2

3

×0.09mol=0.06mol，故原溶液中n（HNO₃）=n（NO₃^-）=0.06mol．需要n（H⁺）=

8

3

n（Cu）=

8

3

×0.09mol=0.24mol，根据电荷守恒可知n（H⁺）=n（NO₃^-）+2n（SO₄^2-），即0.24mol=0.06mol+2n（SO₄^2-），解得n（SO₄^2-）=0.09mol，故n（H₂SO₄）=n（SO₄^2-）=0.09 mol，
故答案为：0.06mol；0.09mol．

点评：本题考查混合物的有关计算，难度中等，解答该题的关键是把握反应的离子方程式，根据离子方程式判断反应的过量问题．