Question

【题目】向27.2gCu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5L，固体物质完全反应，生成NO和Cu(NO3)2，在所得溶液中加入1.0mol/L的NaOH溶液1.0L，此时溶液显中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2g，求(写出计算过程)：

(1)原固体混合物中Cu和Cu2O的物质的量之比为_____________；

(2)产生的NO在标准状况下的体积是________毫升？

(3)硝酸的物质的量浓度是________？

Answer 1

【答案】2：1 4.48L 2.4mol/L

【解析】

在所得溶液中加入NaOH溶液后，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，溶液中溶质为NaNO3，n(NaNO3)=n(NaOH)=1.0mol/L×1.0L=1mol，沉淀为Cu(OH)2，质量为39.2g，氢氧化铜的物质的量为n[Cu(OH)2]=39.2g÷98g/mol=0.4mol，根据原子守恒、电子转移守恒计算。

(1)在所得溶液中加入NaOH溶液后，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，溶液中溶质为NaNO3，n(NaNO3)=n(NaOH)=1.0mol/L×1.0L=1mol，沉淀为Cu(OH)2，质量为39.2g，则氢氧化铜的物质的量为n[Cu(OH)2]=39.2g÷98g/mol=0.4mol，根据铜元素守恒有n(Cu)+2n(Cu2O)=n[Cu(OH)2]，所以反应后的溶液中n[[Cu(NO3)2]=n[Cu(OH)2]=0.4mol；设Cu和Cu2O的物质的量分别为xmol、ymol，根据质量守恒可得64x+144y=27.2g，根据Cu元素守恒可得x+2y=0.4mol，解得x=0.2mol，y=0.1mol，因此原固体混合物中Cu和Cu2O的物质的量之比为n(Cu)：n(Cu2O)=0.2mol：0.1mol=2：1；

(2)根据反应过程中电子转移数目相等可得3n(NO)=2n(Cu)+2n(Cu2O)，则3n(NO)=2×0.2mol+2×0.1mol=0.6mol，所以n(NO)=0.2mol，在标准状况下反应产生的NO的体积为V(NO)=0.2mol×22.4L/mol=4.48L；

(3)根据N元素守恒可知，可得n(HNO3)=n(NaNO3)+n(NO)=1mol+0.2mol=1.2mol，所以所以原硝酸溶液的浓度为c(HNO3)==2.4mol/L。