Question

有一硫酸和硝酸的混合溶液，取出其中的10mL，加入足量 BaCl₂溶液，将生成的沉淀滤出洗净，烘干称得其质量为9.32g；另取此溶液10mL与4.00mol?L^-1的NaOH溶液25mL恰好完全中和．求：
①混合液中硫酸的物质的量浓度是多少？
②混合液中硝酸的物质的量浓度又是多少？
③若将9.6g铜片投入到10mL的混合溶液中，则标况下能生成气体多少升？

Answer 1

分析：①发生H₂SO₄+BaCl₂=2HCl+BaSO₄↓，根据硫酸钡的质量可计算硫酸的物质的量，进而可计算硫酸的浓度；
②强酸和氢氧化钠反应的离子方程式为H⁺+OH^-=H₂O，根据NaOH的物质的量和硫酸的物质的量可计算硝酸的物质的量，进而计算硝酸的浓度；
③发生3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+4H₂O+2NO↑，判断反应的过量问题，根据反应的离子方程式计算．

解答：解：①混酸中只有硫酸和氯化钡反应生成沉淀，反应式为 H₂SO₄+BaCl₂=2HCl+BaSO₄↓
1mol              233g
cV                9.32g
所以有c=

9032g×1mol

233g×0.01L

=4.0mol/L，
答：混合液中硫酸的物质的量浓度是4.0mol/L．
②强酸和氢氧化钠反应的离子方程式为H⁺+OH^-=H₂O．
恰好反应，说明氢离子的物质的量和OH^-的物质的量相等，
所以有4.0mol/L×0.01L×2+c（HNO₃）×0.01L=4.0mol/L×0.025L，
解得c（HNO₃）=2.0mol/L，
答：混合液中硝酸的物质的量浓度是2.0mol/L．
③9.6g铜是

9.6g

64g/mol

=0.15mol，10mL的混合溶液中硫酸是0.04mol，硝酸是0.02mol，所以氢离子的物质的量是0.1mol．硝酸和铜反应的离子方程式为
     3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+4H₂O+2NO↑
 3mol   8mol  2mol          2mol
0.15mol 0.1mol       0.02mol
所以铜和氢离子是过量的，NO₃^-是不足的，即NO₃^-被完全还原生成NO，所以NO的物质的量是0.02mol，其标准状况下的体积是0.02mol×22.4L/mol=0.448L．
答：标况下能生成气体0.448L．

点评：本题考查根据化学方程式进行的有关计算，这种类型的计算，关键是弄清楚发生的反应，并正确写出有关的化学反应方程式，然后根据条件列式进行计算即可．如果反应物的量都是已知的还要判断过量，注意硫酸和铜不反应，但可以提供氢离子，所以只要氢离子足量，硝酸就有可能被完全还原，所以在判断过量时要用离子方程式进行判断．