Question

【題目】某研究性學習小組擬用銅屑與氧化銅混合物與硫酸和硝酸組成的混酸反應來制取CuSO45H2O晶體，混酸中硝酸的還原產(chǎn)物為NO，反應過程中不產(chǎn)生SO2，反應后的溶液中不含Cu（NO3）2，反應中固體完全溶解，兩種酸均恰好完全反應。設固體混合物的總質量為480g，其中銅屑的質量分數(shù)為0.400，480g固體混合物與一定量混酸微熱后，充分反應，冷卻恰好只得到CuSO45H2O，試求（1）混酸中HNO3 與H2SO4的物質的量之比為：___________；（2）原混酸中H2SO4 的質量分數(shù)__________。

Answer 1

【答案】 10 ：33 52.6%

【解析】固體混合物的總質量為480g，其中銅屑的質量分數(shù)為0.400，所以n(Cu)= 480×0.4/64=3mol，根據(jù)電子轉移守恒：3n（HNO3）=2n（Cu），所以n（HNO3）=2×3/3=2 mol；n（CuO）=480×（1-0.4）/80=3.6 mol，根據(jù)Cu元素守恒可以知道n（CuSO45H2O）=n（Cu）+n（CuO）=3mol+3.6mol=6.6mol，故n（H2SO4）=n（CuSO45H2O）=6.6mol，故m（H2SO4）=6.6mol×98g/mol=646.8g， m（混酸）=m（CuSO45H2O）+m（NO）-m（Cu+CuO）=6.6mol×250g/mol+2mol×30g/mol-480g=1230g，故原混酸中硫酸的質量分數(shù)=646.8/1230×100%=52.6%；根據(jù)以上分析可知，n（H2SO4）=6.6 mol，n（HNO3）=2 mol，所以混酸中HNO3 與H2SO4的物質的量之比為2:6.6=1:3.3=10:33。

（1）綜上，混酸中HNO3 與H2SO4的物質的量之比為：10:33；正確答案：10:33。

（2）綜上，原混酸中H2SO4 的質量分數(shù)52.6%；正確答案：52.6%。