Question

(本题共14分)自然界中，金属硫化物矿床常因发生表生氧化及次生富集作用，产生辉铜矿（Cu2S）与铜蓝（CuS）。

已知：Cu2S、CuS是两种不溶于水的黑色固体，在一定条件下都能与稀HNO3反应：

①3CuS＋8H＋＋8NO3－→3Cu2＋＋3SO42－＋8NO↑＋4H2O

②3Cu2S＋16H＋＋10NO3－→6Cu2＋＋3SO42－＋10NO↑＋8H2O

现将四份质量不同的某Cu2S和CuS混合物样品分别与100mL 5mol/L的稀硝酸充分反应，样品质量与产生气体的体积（已折合成标准状况）如下表所示：

实验编号	甲	乙	丙
样品质量(g)	9.6	12.8	64.0
气体体积(L)	5.04	6.72	V

试回答下列问题（不考虑硝酸的挥发以及溶液体积变化）：

53．用质量分数为0.63、密度为1.42g/cm3的浓硝酸配置100mL、5mol/L的稀硝酸，需浓硝酸的体积为 。（保留1位小数）

54．甲实验结束后，溶液中c(NO3－) ＝ 。

55．混合物样品中Cu2S、CuS的物质的量之比是多少?（写出计算过程）

56．乙实验结束后，溶液中氢离子的浓度是多少？（写出计算过程）

57．计算丙实验中产生气体的体积（V）。（写出计算过程）

Answer 1

53、35.2mL （2分） 54、2.75mol/L （2分）

55、【解析】
设12.8g的样品中CuS的物质的量为x ，Cu2S的物质的量为y

96x＋160y＝12.8

8x/3＋10y/3＝0.3

解得：x＝y＝0.05mol

根据方程式①、②可知消耗n(H＋)＝0.05mol×8/3＋0.05mol×16/3＝0.4mol

故剩余n(H＋)＝0.1mol，c(H＋)＝1mol/L （4分）

56、【解析】
根据方程式①、②可知消耗n(H＋)＝0.05mol×8/3＋0.05mol×16/3＝0.4mol

故剩余n(H＋)＝0.1mol，c(H＋)＝1mol/L （2分）

57、【解析】
首先判断64g样品中CuS、Cu2S的物质的量为0.25mol

若HNO3均与CuS反应：硝酸不足，则V(NO)＝0.5mol×22.4L/mol＝11.2L

若HNO3均与Cu2S反应：硝酸不足，则V(NO)＝0.5mol×22.4L/mol＝7L

所以：丙中产生气体体积（V）：7L＜ V ＜ 11.2L （4分）

【解析】

试题分析：53、用质量分数为0.63、密度为1.42g/cm3的浓硝酸配置100mL、5mol/L的稀硝酸，需浓硝酸的体积为；

54、根据甲、乙数据可知甲中硝酸过量，根据氮原子守恒可知被还原的硝酸的物质的量是5.04L÷22.4L/mol＝0.225mol，则剩余硝酸根的物质的量是0.1L×5mol/L－0.225mol＝0.275mol，剩余反应后溶液中c(NO3－) ＝0.275mol÷0.1L＝2.75mol/L；

55、设12.8g的样品中CuS的物质的量为x ，Cu2S的物质的量为y

96x＋160y＝12.8

8x/3＋10y/3＝0.3

解得：x＝y＝0.05mol

根据方程式①、②可知消耗n(H＋)＝0.05mol×8/3＋0.05mol×16/3＝0.4mol

故剩余n(H＋)＝0.1mol，c(H＋)＝1mol/L

56、根据方程式①、②可知消耗n(H＋)＝0.05mol×8/3＋0.05mol×16/3＝0.4mol

故剩余n(H＋)＝0.1mol，c(H＋)＝1mol/L

57、首先判断64g样品中CuS、Cu2S的物质的量为0.25mol

若HNO3均与CuS反应：硝酸不足，则V(NO)＝0.5mol×22.4L/mol＝11.2L

若HNO3均与Cu2S反应：硝酸不足，则V(NO)＝0.5mol×22.4L/mol＝7L

所以：丙中产生气体体积（V）：7L＜ V ＜ 11.2L

考点：考查硝酸与铜的硫化物反应的有关计算