Question

【題目】在稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中，加入銅粉。

（1）若將100mL 2mol/L HNO3和100mL 1mol/L H2SO4混合后，加入19.2g 銅粉，微熱，充分反應。

①若忽略溶液體積變化，溶液中銅離子物質的量濃度為 mol/L

②生成氣體折合成標準狀況下體積 L；

③若使銅粉全部溶解，還需加入1mol/L H2SO4 mL

（2）若c(SO)＋c(NO)＝5.0 mol·L－1。取200 mL該混合酸，則能溶解銅的最大質量為 g

Answer 1

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

【解析】

試題分析：（1）①n（HNO3）=0.1L×2mol/L=0.2mol，n（H2SO4）=0.1L×1moL/L=0.1moL，n（NO3-）=n（HNO3）=0.2mol，溶液中的氫離子既包括硝酸電離的又包括硫酸電離的：所以n（H+）=0.2moL+2×0.1moL=0.4mol，

n（Cu）=19.2g÷64g/mol=0.3mol，則

3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O

3mol 2mol 8mol

0.3mol 0.2mol 0.8mol

由反應關系可以看出，NO3-過量，H+不足，根據H+計算生成的銅離子，

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

②根據①中分析可知生成NO是0.1mol，折合成標準狀況下體積2.24L;

③根據①中分析可知完全溶解銅需要0.8mol氫離子，因此還缺少0.4mol氫離子，則還需要0.2mol硫酸，即還需要200mL1mol/L硫酸；

（2）反應的離子方程式為3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O，要使溶解銅的質量最大，則氫離子和硝酸根濃度滿足化學計量數即4：1，硝酸全部起氧化劑作用，設硫酸濃度為x，則硝酸濃度為5mol/L-x，溶液中氫離子濃度共：2x+（5mol/L-x），則：[2x+(5mol/Lx)]/(5mol/Lx)=4：1，解得x=3mol/L，硝酸濃度為2mol/L，硝酸的物質的量為：0.2L×2mol/L=0.4mol，根據方程式3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O可知溶解銅是0.6mol，質量是0.6mol×64g/mol＝38.4g。