Question

为了测定某粗铜的纯度（其中所含杂质不参加反应），将32.0g该粗铜溶于100mL 13mol?L^-1的浓HNO₃中，待铜完全溶解后，收集到气体8.96L（标准状况），并测得溶液中c（H⁺）=1mol?L^-1．假设反应后溶液体积仍为100mL，试计算：
（1）被还原的HNO₃的物质的量．
（2）计算粗铜中铜的质量分数．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算,化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：（1）被还原的HNO₃生成氮的氧化物（NO₂或NO、NO₂气体），根据N元素守恒计算；
（2）反应中硝酸起酸性、氧化剂作用，起酸性作用的硝酸生成硝酸铜、起氧化剂作用的硝酸生成氮的氧化物，由氮元素守恒n_总（HNO₃）=n_剩余（HNO₃）+2n[Cu（NO₃）₂]+n（气体），再根据Cu元素守恒计算n（Cu），进而计算Cu的质量分数．

解答： 解：（1）被还原的HNO₃生成氮的氧化物（NO₂或NO、NO₂气体），根据N元素守恒，被还原的HNO₃的物质的量为

8.96L

22.4L/mol

=0.4mol，
答：被还原的HNO₃的物质的量为0.4mol；
（2）反应中硝酸起酸性、氧化剂作用，起酸性作用的硝酸生成硝酸铜、起氧化剂作用的硝酸生成氮的氧化物，
由氮元素守恒n_总（HNO₃）=n_剩余（HNO₃）+2n[Cu（NO₃）₂]+n（气体），
即：0.1L×13mol/L=0.1L×1mol/L+2n[Cu（NO₃）₂]+0.4mol，
解得n[Cu（NO₃）₂]=0.4mol
故m（Cu）=0.4mol×64g/mol=25.6g
故粗铜中Cu的质量分数为

25.6g

32g

×100%=80%，
答：粗铜中铜的质量分数为80%．

点评：本题考查混合物计算、氧化还原反应计算，难度中等，注意利用守恒法计算，避免判断生成气体的成分．