Question

100毫升含HNO₃、H₂SO₄的稀溶液中，加入9.6克銅充分反應，銅全溶，產生2.24升NO（標準狀況）．同體積的混合酸恰好與250毫升2mol/L的NaOH完全中和．
計算原混合酸中HNO₃的物質的量濃度的取值范圍

 

H₂SO₄的物質的量濃度的取值范圍

 

．

Answer 1

考點：有關范圍討論題的計算

專題：

分析：銅與稀HNO₃反應離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，同體積的混合酸恰好與250毫升2mol/L的NaOH完全中和，說明混酸中的氫離子的物質的量為0.5mol．
采用假設法進行計算：若氫離子全部是硝酸提供，則硝酸的物質的量最大是0.5mol，若硝酸全部被還原為NO，則硝酸的物質的量等于2.24L標準狀況下的NO的物質的量；當硝酸的物質的量最小時，硫酸的物質的量最大，硝酸物質的量最大時，硫酸的物質的量最小為0，實際是硝酸和硫酸的混合酸，所以硫酸的濃度的取值范圍是 0＜C（H₂SO₄），據(jù)此分析計算．

解答： 解：9.6克銅的物質的量n（Cu）=

m

M

=

9.6g

64g/mol

=0.15mol，2.24L標準狀況下的NO的物質的量n（NO）=

v

vm

=

2.24L

22.4L/mol

，250毫升2mol/L的NaOH n（NaOH）=cv=2mol/L×0.25L=0.5mol，同體積的混合酸恰好反應說明混酸中的氫離子的物質的量為0.5mol，
假設1：0.5mol氫離子若全部是硝酸提供，則硝酸的物質的量最大是0.5mol，C（HNO₃）=

n

v

=

0.5mol

0.1L

=5mol/L，因含有硫酸，所以C（HNO₃）＜5 mol/L，
假設2：若硝酸全部被還原為NO，則硝酸的物質的量最小是0.1mol，C（HNO₃）=

n

v

=

0.1mol

0.1L

=1mol/L，
則原混合酸中HNO₃的物質的量濃度的取值范圍為1 mol/L≤C（HNO₃）＜5 mol/L，
混酸中的氫離子的物質的量為0.5mol，當硝酸的物質的量最小時0.1mol，硫酸的物質的量最大是0.2mol，
C（H₂SO₄）≤2mol/L，
硝酸物質的量最大0.5mol時，硫酸的物質的量最小為0，實際是硝酸和硫酸的混合酸，所以硫酸的濃度的取值范圍是 0＜C（H₂SO₄）≤2 mol/L．
故答案為：1 mol/L≤C（HNO₃）＜5 mol/L；0＜C（H₂SO₄）≤2 mol/L．

點評：本題考查硫酸、硝酸的性質，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，為高頻考點，難度中等，注意結合反應的方程式從質量守恒的角度解答該題．