Question

常温下，在27.9g水中溶解12.1g Cu（NO₃）₂?3H₂O，恰好达到饱和，设该溶液密度为1.20g/cm³，求：
（1）该溶液中Cu（NO₃）₂的物质的量浓度．
（2）取出20.0ml该溶液，配成浓度为1.00mol/L的稀溶液，则稀释后溶液的体积是多少毫升？若要使稀释后溶液中的Cu²⁺全部转化为单质铜，需要加入铁粉多少克？

Answer 1

考点：溶液中溶质的质量分数及相关计算

专题：计算题

分析：（1）根据n=

m

m

计算硫酸铜晶体的物质的量，根据V=

m

ρ

计算溶液的体积，根据c=

n

V

计算硫酸铜的物质的量浓度；
（2）根据稀释定律计算稀释后所得溶液的体积，根据方程式计算将铜离子转化为铜单质需要的金属铁的量．

解答： 解：（1）12.1g Cu（NO₃）₂?3H₂O的物质的量为

12.1g

242g/mol

=0.05mol，
则溶液中硝酸铜的物质的量为0.05mol，
溶液的体积为

27.9g+12.1g

1.2g/cm3

≈33.3mL，
故硝酸铜溶液的物质的量浓度为

0.05mol

0.033L

≈1.51mol/L，
答：硫酸铜溶液的物质的量浓度为1.50mol/L．
（2）根据稀释定律，稀释前后溶质的物质的量不变，则20.0ml该溶液，配成浓度为1.00mol/L的稀溶液，则稀释后溶液的体积为

20mL×1.51mol/L

1mol/L

≈30.2mL，
若加入金属铁，使稀释后溶液中的Cu²⁺全部转化为单质铜，即发生反应：Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺，取20mL该溶液中铜离子的物质的量为0.02L×1.51mol/L≈0.03mol，消耗金属铁0.03mol，质量是：56g/mol×0.03mol=1.68g，
答：稀释后溶液的体积是30.2mL，若要使稀释后溶液中的Cu²⁺全部转化为单质铜，需要加入铁粉1.68g．

点评：本题考查物质的量浓度的有关计算，难度不大，注意对公式的理解与灵活运用．