Question

某研究性学习小组用48.0克铜屑与氧化铜的混合物与硫酸和硝酸的混酸100ml溶液反应制取五水硫酸铜晶体，混酸中硝酸的还原产物为NO，反应过程中不产生SO₂，反应后溶液中只有硫酸铜．若在固体混合物中铜屑的质量分数为0.4，试计算：
（1）最终制得晶体的质量．
（2）混酸中两溶质的物质的量浓度．

Answer 1

分析：（1）计算48.0克铜屑与氧化铜的混合物中铜与氧化铁的质量，进而计算物质的量，依铜元素守恒可知n（CuSO₄?5H₂O）=n（Cu）+n（CuO），再根据m=nM计算CuSO₄?5H₂O晶体的质量；
（2）依据电子守恒可得：3n（HNO₃）=3n（Cu），据此计算混酸中n（HNO₃）；由硫酸根守恒可知n（H₂SO₄）=n（CuSO₄?5H₂O），据此计算混酸中n（H₂SO₄），再结合c=

n

V

计算．

解答：解：（1）混合物中含m（Cu）=48×0.4g=19.2，所以n（Cu）=

19.2g

64g/mol

=0.3mol；
m（CuO）=48g×（1-0.4）=48×0.6=28.8g，n（CuO）=

28.8g

80g/mol

=0.36mol；
依铜元素守恒可知n（CuSO₄?5H₂O）=n（Cu）+n（CuO），
所以CuSO₄?5H₂O晶体的质量为：m（CuSO₄?5H₂O）=（0.3mol+0.36mol）×250g/mol=165g，
答：可得CuSO₄?5H₂O晶体的质量为165g；
（2）依据电子守恒可得：3n（HNO₃）=3n（Cu），所以n（HNO₃）=

2

3

n（Cu）=

2

3

×0.3mol=0.2mol，
所以c（HNO₃）=

0.2mol

0.1L

=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）=

0.66mol

0.1L

=6.6mol/L，
答：硝酸浓度为2mol/L；硫酸浓度为6.6mol/L．

点评：本题考查混合计算等，难度中等，清楚硝酸全部起氧化剂作用是关键，注意守恒思想的运用．