Question

【題目】非金屬單質A經如圖所示的過程轉化為含氧酸D，已知D為強酸，請回答下列問題。

(1)若D為硫酸，則B的化學式是______。

(2)若D為硝酸，則C的顏色為______；C轉化為B的反應方程式為____________。

(3)欲分離硫酸和硝酸的混合溶液，可采取的分離方法是______。

(4)有一硫酸和硝酸的混合溶液，取出100mL加入足量BaCl2溶液，過濾，洗滌，烘干后得到93.2g沉淀：濾液與4mol/LNaOH溶液反應，消耗400mLNaOH溶液時恰好完全中和。計算可得：

①混合溶液中硝酸的物質的量濃度為______；

②另取100mL原混合溶液稀釋至200mL，成為稀酸，加入44.8g銅粉共熱，收集到的氣體在標準狀況下的體積為______。

Answer 1

【答案】 SO2 紅棕色 3NO2+H2O=2HNO3+NO (減壓)蒸餾 8mol/L 8.96L

【解析】非金屬單質A經如圖所示的過程轉化為含氧酸D，已知D為強酸，則A是氮氣或單質硫，據此解答。

（4）①硫酸與硝酸的混合溶液，取出100mL加入足量BaCl2溶液，生成硫酸鋇沉淀，根據硫酸鋇的物質的量計算硫酸的物質的量；濾液中氫離子物質的量不變，與NaOH溶液恰好完全中和，結合氫離子與氫氧根的物質的量相等計算硫酸、硝酸的物質的量濃度；

②發生反應的離子方程式為3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，先判斷過量情況，然后根據不足量計算。

（1）若D為硫酸，則A是單質硫，B是二氧化硫，C是三氧化硫，二氧化硫的化學式是SO2。

（2）若D為硝酸，則A是氮氣，B是NO，C是NO2，NO2的顏色為紅棕色，二氧化氮溶于水生成硝酸和NO，反應方程式為3NO2+H2O=2HNO3+NO。

（3）硝酸和硫酸的沸點不同，需要蒸餾分離。但由于硝酸受熱易分解，所以欲分離硫酸和硝酸的混合溶液，可采取的分離方法是(減壓)蒸餾。

（4）①硫酸與硝酸的混合溶液，取出100mL加入足量BaCl2溶液，過濾、洗滌、烘干后得到93.2g的沉淀為硫酸鋇，硫酸根守恒故n（H2SO4）=n（BaSO4）=93.2g÷233g/mol=0.4mol；濾液中氫離子物質的量不變，與4molL-1NaOH溶液反應，用去40mL堿液時恰好完全中和，酸與氫氧化鈉恰好反應，故n（HNO3）+2n（H2SO4）=n（NaOH），即n（HNO3）+2×0.4mol=0.4L×4mol/L，解得n（HNO3）=0.8mol，故原溶液中c（HNO3）=0.8mol÷0.1L=8mol/L；

（2）44.8gCu的物質的量為44.8g÷64g/mol=0.7mol，溶液中H+離子的物質的量為1.6mol，溶液中含有NO3-的物質的量為：0.1L×8mol/L=0.8mol，發生反為：

3Cu+8H++2NO3-＝3Cu2++2NO↑+4H2O

3mol 8mol 2mol 44.8L

0.7mol 1.6mol 0.8mol V

1.6molH+完全反應消耗0.4molNO3-、0.6molCu，顯然H+不足，所以生成NO的體積按照氫離子的物質的量計算，則V＝1.6mol×44.8L/8mol＝8.96 L。