Question

【題目】向27.2gCu和Cu2O的混合物中加入某濃度的稀硝酸0.5L，固體物質完全反應，生成NO和Cu(NO3)2，在所得溶液中加入1.0mol/L的NaOH溶液1.0L，此時溶液顯中性，金屬離子已完全沉淀，沉淀質量為39.2g，求(寫出計算過程)：

(1)原固體混合物中Cu和Cu2O的物質的量之比為_____________；

(2)產生的NO在標準狀況下的體積是________毫升？

(3)硝酸的物質的量濃度是________？

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，此時溶液呈中性，金屬離子已完全沉淀，溶液中溶質為NaNO3，n(NaNO3)=n(NaOH)=1.0mol/L×1.0L=1mol，沉淀為Cu(OH)2，質量為39.2g，氫氧化銅的物質的量為n[Cu(OH)2]=39.2g÷98g/mol=0.4mol，根據原子守恒、電子轉移守恒計算。

(1)在所得溶液中加入NaOH溶液后，此時溶液呈中性，金屬離子已完全沉淀，溶液中溶質為NaNO3，n(NaNO3)=n(NaOH)=1.0mol/L×1.0L=1mol，沉淀為Cu(OH)2，質量為39.2g，則氫氧化銅的物質的量為n[Cu(OH)2]=39.2g÷98g/mol=0.4mol，根據銅元素守恒有n(Cu)+2n(Cu2O)=n[Cu(OH)2]，所以反應后的溶液中n[[Cu(NO3)2]=n[Cu(OH)2]=0.4mol；設Cu和Cu2O的物質的量分別為xmol、ymol，根據質量守恒可得64x+144y=27.2g，根據Cu元素守恒可得x+2y=0.4mol，解得x=0.2mol，y=0.1mol，因此原固體混合物中Cu和Cu2O的物質的量之比為n(Cu)：n(Cu2O)=0.2mol：0.1mol=2：1；

(2)根據反應過程中電子轉移數目相等可得3n(NO)=2n(Cu)+2n(Cu2O)，則3n(NO)=2×0.2mol+2×0.1mol=0.6mol，所以n(NO)=0.2mol，在標準狀況下反應產生的NO的體積為V(NO)=0.2mol×22.4L/mol=4.48L；

(3)根據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濃度為c(HNO3)==2.4mol/L。