Question

48g CuS和Cu₂S的混合物投入足量HNO₃中，得到蓝色澄清溶液，并收集到NO和N₂O的混合气体10.08L（折算到标准状况），向反应后的溶液中加入足量氢氧化钡溶液，产生沉淀，过滤，洗涤，灼烧，得到固体的质量范围为

 

．

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：混合气体总物质的量=

10.08L

22.4L/mol

=0.45mol，只是NO时转移电子最小，只生成N₂O时转移电子最大，令Cu₂S的质量为mg，则CuS的质量为（48-m）g，根据电子转移守恒则：0.45×（5-2）＜

m

160

×（2+8）+

48-m

96

×8＜0.45×2×（5-1），整理解得：19.2＜m＜127.2，结合混合物总质量可知19.2＜m＜48；
最终灼烧后得到的固体为CuO、BaSO₄，64gCu元素会增重16g，而32gS元素会增重（233g-32g）=102g，故S元素的质量越大，最终得到固体质量最大，即48g全部为Cu₂S时得到沉淀质量最小，Cu₂S为19.2g时沉淀质量最大，再根据原子守恒计算CuO、BaSO₄的物质的量，进而计算固体质量，确定固体质量范围．

解答： 解：混合气体总物质的量=

10.08L

22.4L/mol

=0.45mol，只是NO时转移电子最小，只生成N₂O时转移电子最大，令Cu₂S的质量为mg，则CuS的质量为（48-m）g，根据电子转移守恒则：0.45×（5-2）＜

m

160

×（2+8）+

48-m

96

×8＜0.45×2×（5-1），整理解得：19.2＜m＜127.2，结合混合物总质量可知19.2＜m＜48；
最终灼烧后得到的固体为CuO、BaSO₄，64gCu元素会增重16g，而32gS元素会增重（233g-32g）=102g，故S元素的质量越大，最终得到固体质量最大，
即48g全部为Cu₂S时得到沉淀质量最小，Cu₂S的物质的量=

48g

160g/mol

=0.3mol，根据原子守恒n（CuO）=2n（Cu₂S）=0.6mol、n（BaSO₄）=（Cu₂S）=0.3mol，故所得固体质量最小值为：0.6mol×80g/mol+0.3mol×233g/mol=117.9g，
Cu₂S为19.2g时沉淀质量最大，则Cu₂S的物质的量=

19.2g

160g/mol

=0.12mol，CuS的物质的量=

48g-19.2g

96g/mol

=0.3mol，根据原子守恒n（CuO）=2n（Cu₂S）+n（CuS）=0.12mol×2+0.3mol=0.54mol、n（BaSO₄）=（Cu₂S）+n（CuS）=0.12mol+0.3mol=0.42mol，故所得固体质量最大值为：0.54mol×80g/mol+0.42mol×233g/mol=141.06g，
故得到固体的质量范围为：117.9g＜m（固体）＜141.6g，
故答案为：117.9g＜m（固体）＜141.6g．

点评：本题考查混合物计算，是对学生综合能力的考查，利用极限法确定Cu₂S或CuS的质量范围是解题关键，注意守恒思想与极限法的利用，难度较大．