Question

在100mL混合酸的溶液中，硝酸的物質(zhì)的量濃度為0.5mol/L，硫酸的物質(zhì)的量濃度為0.15mol/L．向其中加入5.76g銅粉，微熱，使其充分反應(yīng)．（忽略體積變化）
（1）求溶液中Cu²⁺的物質(zhì)的量濃度．
（2）若要使5.76g銅粉完全溶解，且溶液中只存在一種鹽，則原溶液中的硝酸和硫酸的物質(zhì)的量濃度應(yīng)分別為多少？

Answer 1

考點：硝酸的化學(xué)性質(zhì),離子方程式的有關(guān)計算

專題：計算題,氮族元素

分析：（1）依據(jù)離子方程式：3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO+4H₂O計算解答；
（2）若要使5.76g銅粉完全溶解，且溶液中只存在一種鹽，則硝酸根離子應(yīng)完全反應(yīng)，最后剩余鹽為硫酸銅．

解答： 解：（1）混合酸中硝酸的物質(zhì)的量為：n（HNO₃）=0.1L×0.5mol/L=0.05mol，硫酸的物質(zhì)的量為：n（H₂SO₄）=0.1L×0.15moL/L=0.015moL，
溶液中所含氫離子的物質(zhì)的量為：n（H⁺）=0.05moL+2×0.015moL=0.08mol，銅的物質(zhì)的量為：n

5.76g

64g/mol

=0.09mol，則：
3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO+4H₂O
3       2        8
0.03mol 0.02mol 0.08mol
由上述計算可知，H⁺不足，應(yīng)該根據(jù)H⁺計算，由方程式可知n（Cu²⁺）=

3

8

n（H⁺）=

3

8

×0.08mol=0.03mol，
所以C（Cu²⁺）=

0.03mol

0.1L

=0.3 mol/L，
答：溶液中Cu²⁺的物質(zhì)的量濃度為：0.3 mol/L；
（2）依據(jù)方程式3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO+4H₂O，
要使0.09molCu完全反應(yīng)，需要消耗的硝酸根離子的物質(zhì)量的為：0.09mol×

2

3

=0.06mol，
依據(jù)氮原子個數(shù)守恒可知n（HNO₃）=n（NO₃^-）=0.06mol；
要使0.09molCu完全反應(yīng)，需要消耗的氫離子的物質(zhì)量的為：0.09mol×

8

3

=0.24mol，
依據(jù)氫離子個數(shù)守恒得0.24mol=n（HNO₃）+2n（H₂SO₄）=0.06mol+2n（H₂SO₄），解得：n（H₂SO₄）=0.09 mol，
C（HNO₃）=

0.06mol

0.1L

=0.6mol/L；
C（H₂SO₄）=

0.09mol

0.1L

=0.9mol/L，
答：原溶液中的硝酸和硫酸的物質(zhì)的量濃度應(yīng)分別為0.6mol/L和0.9mol/L．

點評：本題考查了硝酸的有關(guān)計算，明確利用離子反應(yīng)方程式計算是解題的關(guān)鍵，題目難度中等．