Question

黃銅礦，輝銅礦，斑銅礦等是工業(yè)煉銅的常用原料．
（1）實驗室以黃銅礦為原料模擬工業(yè)煉銅時會產(chǎn)生二氧化硫，用200mL 1mol/L的氫氧化鈉溶液吸收后，將溶液低溫蒸干，得到不含結(jié)晶水的固體19.98g，求所得固體的成分及物質(zhì)的量．
（2）斑銅礦的主要成分M由Cu、Fe、S三種元素組成，其中Cu、Fe元素的質(zhì)量比為40：7．常溫下將5.04g M粉末全部溶于過量濃硝酸中，反應后的溶液加水稀釋至500mL，測得其PH=0，向溶液中滴加5mol/L的氫氧化鈉溶液，當加入126mL后，沉淀質(zhì)量不在增加，求M的化學式．

Answer 1

考點：有關混合物反應的計算

專題：計算題

分析：（1）NaOH的物質(zhì)的量為0.2L×1mol/L=0.2mol，假設固體全為Na₂SO₃，則生其質(zhì)量為

0.2mol

2

×126g/mol=12.6g＜19.98g，假設固體全是NaHSO₃，則其質(zhì)量為0.2mol×104g/mol=20.8＞19.98g，故固體為Na₂SO₃、NaHSO₃的混合物，根據(jù)鈉離子守恒與二者總質(zhì)量列方程計算各自物質(zhì)的量；
（2）根據(jù)Cu、Fe元素的質(zhì)量比為40：7計算n（Cu）：n（Fe），當加水稀釋至500 L時測得其pH為0，此是氫離子濃度為1mol/L，氫氧化鈉先中和氫離子，然后將金屬離子轉(zhuǎn)化為沉淀，可知金屬離子消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量為2n（Cu²⁺）+3n（Fe³⁺），聯(lián)立可以計算n（Cu）、n（Fe），進而計算S元素物質(zhì)的量，再計算三元素物質(zhì)的量之比確定化學式．

解答： 解：（1）NaOH的物質(zhì)的量為0.2L×1mol/L=0.2mol，假設固體全為Na₂SO₃，則生其質(zhì)量為

0.2mol

2

×126g/mol=12.6g＜19.98g，假設固體全是NaHSO₃，則其質(zhì)量為0.2mol×104g/mol=20.8＞19.98g，故固體為Na₂SO₃、NaHSO₃的混合物，
設Na₂SO₃、NaHSO₃的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：
由二者總質(zhì)量：126x+104y=19.98
根據(jù)Na元素守恒：2x+y=0.2
聯(lián)立方程解得x=0.01，y=0.18，
答：所得固體中Na₂SO₃為0.01mol，NaHSO₃為0.18mol；
（2）由Cu、Fe元素的質(zhì)量比為40：7，則n（Cu）：n（Fe）=

40

64

：

7

56

=5：1，當加水稀釋至500 L時測得其pH為0，此是氫離子濃度為1mol/L，氫氧化鈉先中和氫離子，然后將金屬離子轉(zhuǎn)化為沉淀，所以2n（Cu²⁺）+3n（Fe³⁺）=5mol/L×0.126L-1mol/L×0.5L=0.13mol，
聯(lián)立解得：n（Cu）=0.05mol，n（Fe）=0.01mol，
故m（S）=5.04g-0.01mol×56g/mol-0.05mol×64g/mol=1.28g，則n（S）=

1.28g

32g/mol

=0.04mol，
則n（Fe）：n（Cu）：n（S）=0.01mol：0.05mol：0.04mol=1：5：4，
則M的化學式為FeCu₅S₄，
答：M的化學式：FeCu₅S₄．

點評：本題考查混合物計算、復雜化學式的計算，側(cè)重考查學生分析計算能力，注意極限法與守恒法的應用，難度中等．