Question

將23.9g表面已銹蝕成銅綠[Cu₂（OH）₂CO₃]的銅片投入120mL一定濃度的硝酸中；充分反應后，硝酸被還原成NO₂和NO，測得反應后溶液PH值為1．往反應后的溶液中加入過量的NaOH溶液，濾出沉淀，洗滌，干燥后得到29.4g藍色固體．（假設反應前后溶液的體積不變）
計算：（1）已銹蝕的銅片中的銅元素的質量分數為______．（保留兩位小數）
（2）求銅片中單質銅的物質的量．（寫出計算過程）
（3）若生成NO₂和NO混合氣體共aL（S．P．T）．
①a的取值范圍為______．
②原硝酸的濃度為多少？（只需用a的代數式表示，寫出過程）

Answer 1

解：干燥后得到29.4g藍色固體為Cu（OH）₂，n（Cu（OH）₂）==0.3mol，則
（1）n（Cu）=n（Cu（OH）₂）=0.3mol，
則m（Cu）=0.3mol×64g/mol=19.2g，
ω（Cu）==80.33，或0.80，
故答案為：80.33%或0.80；
（2）根據元素守恒，n（Cu）=0.3mol，
設單質銅為xmol，Cu₂（OH）₂CO₃為ymol，則

解得x=0.2，y=0.05，
所以銅的物質的量為0.2mol，
答：銅片中單質銅的物質的量為0.2mol；
（3）①設全部生成NO，根據氧化還原反應氧化劑和還原劑得失電子數目相等，則n（NO）×（5-2）=0.2mol×（2-0），
n（NO）=mol，V（NO）=mol×22.4L/mol=L，
如全部生成NO₂，則n（NO₂）×（5-4）=0.2mol×（2-0），
n（NO₂）=0.4mol，
V（NO₂）=0.4mol×22.4L/mol=8.96L，
所以a的取值范圍為～8.96，
故答案為：～8.96；
②原硝酸的物質的量為：n=2n（Cu（NO₃）₂）+n（HNO₃）余+n（NO_x）=2×0.3mol+0.1mol/L×0.12L+=（0.612+）mol，
c（HNO₃）==（5.1+）mol/L，
答：原硝酸的濃度為（5.1+）mol/L．
分析：干燥后得到29.4g藍色固體為Cu（OH）₂，n（Cu（OH）₂）==0.3mol，
（1）根據的物質的量可知樣品中Cu的質量，進而可計算銅的質量分數；
（2）根據質量（元素）守恒計算列式計算；
（3）①根據氧化還原反應得失電子守恒利用端值法計算；
②根據N元素守恒計算．
點評：本題考查混合物的計算，題目難度不大，本題注意從質量的角度結合化學方程式計算，本題用到的守恒有質量守恒、電子守恒，并用到了端值法，在做題時要用心體會．