Question

【题目】在稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中，加入铜粉。

（1）若将100mL 2mol/L HNO3和100mL 1mol/L H2SO4混合后，加入19.2g 铜粉，微热，充分反应。

①若忽略溶液体积变化，溶液中铜离子物质的量浓度为 mol/L

②生成气体折合成标准状况下体积 L；

③若使铜粉全部溶解，还需加入1mol/L H2SO4 mL

（2）若c(SO)＋c(NO)＝5.0 mol·L－1。取200 mL该混合酸，则能溶解铜的最大质量为 g

Answer 1

【答案】（1）①0.75（2分）②2.24（2分）③200（2分）（2）38.4（3分）

【解析】

试题分析：（1）①n（HNO3）=0.1L×2mol/L=0.2mol，n（H2SO4）=0.1L×1moL/L=0.1moL，n（NO3-）=n（HNO3）=0.2mol，溶液中的氢离子既包括硝酸电离的又包括硫酸电离的：所以n（H+）=0.2moL+2×0.1moL=0.4mol，

n（Cu）=19.2g÷64g/mol=0.3mol，则

3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O

3mol 2mol 8mol

0.3mol 0.2mol 0.8mol

由反应关系可以看出，NO3-过量，H+不足，根据H+计算生成的铜离子，

则生成的n（Cu2+）=0.4mol×3/8=0.15mol，c（Cu2+）=0.15mol÷0.2L＝0.75mol/L；

②根据①中分析可知生成NO是0.1mol，折合成标准状况下体积2.24L;

③根据①中分析可知完全溶解铜需要0.8mol氢离子，因此还缺少0.4mol氢离子，则还需要0.2mol硫酸，即还需要200mL1mol/L硫酸；

（2）反应的离子方程式为3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O，要使溶解铜的质量最大，则氢离子和硝酸根浓度满足化学计量数即4：1，硝酸全部起氧化剂作用，设硫酸浓度为x，则硝酸浓度为5mol/L-x，溶液中氢离子浓度共：2x+（5mol/L-x），则：[2x+(5mol/Lx)]/(5mol/Lx)=4：1，解得x=3mol/L，硝酸浓度为2mol/L，硝酸的物质的量为：0.2L×2mol/L=0.4mol，根据方程式3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O可知溶解铜是0.6mol，质量是0.6mol×64g/mol＝38.4g。