Question

在100mL的混合酸溶液中，硝酸的物質的量濃度為0.5mol/L，硫酸的物質的量濃度為0.15mol/L，向其中加入5.76g銅粉，微熱，使其充分反應．
（1）溶液中Cu²⁺的物質的量濃度是______．
（2）若要使5.76g銅粉恰好完全溶解，且溶液中只存在一種鹽．則原溶液中硝酸的物質的量是______；硫酸的物質的量是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)n=計算銅的物質的量，根據(jù)n=cV計算NO₃^-、H⁺的物質的量，根據(jù)反應3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO+4H₂O進行過量計算，根據(jù)不足量的物質計算n（Cu²⁺），再根據(jù)c=計算；
（2）使5.76g銅粉恰好完全溶解，且溶液中只存在一種鹽，硝酸根完全反應，根據(jù)方程式計算n（NO₃^-），計算消耗的n（（H⁺），根據(jù)電荷守恒計算n（SO₄^2-），硫酸根守恒可知n（H₂SO₄）=n（SO₄^2-）．
解答：解：（1）n（HNO₃）=0.1L×0.5mol/L=0.05mol，n（H₂SO₄）=0.1L×0.15moL/L=0.015moL，故n（H⁺）=0.05moL+2×0.015moL=0.08mol，
5.76g銅的物質的量為=0.09mol，
則：3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO+4H₂O
   3mol 2mol 8mol
0.03mol 0.02mol 0.08mol
由上述計算可知，H⁺不足，故根據(jù)H⁺計算，由方程式可知n（Cu²⁺）=n（H⁺）=×0.08mol=0.03mol，
故c（Cu²⁺）==0.3 mol/L
故答案為：0.3mol/L；
（2）由上述方程式可知，0.09molCu完全反應，則n（NO₃^-）=n（Cu）=×0.09mol=0.06mol，故原溶液中n（HNO₃）=n（NO₃^-）=0.06mol．需要n（H⁺）=n（Cu）=×0.09mol=0.24mol，根據(jù)電荷守恒可知n（H⁺）=n（NO₃^-）+2n（SO₄^2-），即0.24mol=0.06mol+2n（SO₄^2-），解得n（SO₄^2-）=0.09mol，故n（H₂SO₄）=n（SO₄^2-）=0.09 mol，
故答案為：0.06mol；0.09mol．
點評：本題考查混合物的有關計算，難度中等，解答該題的關鍵是把握反應的離子方程式，根據(jù)離子方程式判斷反應的過量問題．