03
2019
04

在稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中,加入铜粉.(1)若将100ml2mol/lhno3和100ml1mol/lh2so4混合后,加入19.2g铜粉,微热,充分反应.①若忽略溶液体积变化,溶液中铜离子物质的量

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问题描述:

在稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中,加入铜粉.
(1)若将100ml 2mol/l hno3和100ml 1mol/l h2so4混合后,加入19.2g 铜粉,微热,充分反应.
①若忽略溶液体积变化,溶液中铜离子物质的量浓度为___mol/l
②生成气体折合成标准状况下体积___l;
③若使铜粉全部溶解,还需加入1mol/l h2so4___ml
(2)若c(so42-) c(no3-)=5.0mol•l-1.取200ml该混合酸,则能溶解铜的最大质量为___g.

最佳答案:

(1)n( hno3)=2mol/l×0.1l=0.2mol,n( h2so4)=1mol/l×0.1l=0.1mol,n(cu)=

19.2g
64g/mol
=0.3mol.
溶液中n(h )=0.2mol×1 0.1mol×2=0.4mol           n(no3-)=0.2mol×1=0.2mol
①根据离子方程式3cu 8h 2no3-=3cu2 2no↑ 4h2o可知,氢离子不足,故生成cu2 的物质的量应根据h 的物质的量来计算.设生成的铜离子的物质的量为xmol,则有:3cu 8h 2no3-=3cu2 2no↑ 4h2o
                          8                           3
                      0.4mol                     xmol
故有:
8
0.4mol
=
3
xmol

解得x=0.15mol
而反应后溶液体积为200ml,故反应后溶液中铜离子的物质的量浓度c=
0.15mol
0.2l
=0.75mol/l.
故答案为:0.75.
②根据离子方程式3cu 8h 2no3-=3cu2 2no↑ 4h2o可知,氢离子不足,故生成no物质的量应根据h 的物质的量来计算,设生成的no的物质的量为ymol,则有:
3cu 8h 2no3-=3cu2 2no↑ 4h2o
                          8                                 2
                      0.4mol                          ymol
则有:
8
0.4mol
=
2
ymol

解得y=0.1mol
在标况下的体积v=nvm=0.1mol×22.4l/mol=2.24l
故答案为:2.24;
③根据题干分析可知,若使金属铜完全反应,还缺少0.4mol氢离子,即需要的硫酸的物质的量为0.2mol,则需要的1mol/l h2so4的体积v=
0.2mol
1mol/l
=0.2l=200ml
故答案为:200ml.
(2)由于混合溶液中c(so42-) c(no3-)=5.0mol•l-1,且溶液体积为200ml,故有:n(so42-) n(no3-)=[c(so42-) c(no3-)]×0.2l=5.0mol•l-1×0.2l=1mol.
而当混合酸溶液中n(h ):n(no3-)═8:2=4:1时,所能溶解的铜的量最多.
设混合溶液中硫酸的物质的量为xmol,硝酸的物质的量为ymol,当溶解的铜的质量最多时,有:
x y=1  ①
2x y
y
=4  ②
解①②可得:x=0.6mol     y=0.4mol
即溶液中n(no3-)=0.4mol.
设所能溶解的铜的物质的量为zmol,则有:3cu 8h 2no3-=3cu2 2no↑ 4h2o
                                                                 3                         2                           
                                                                 zmol                 0.4mol
则有:
3
zmol
=
2
0.4mol

解得z=0.6mol
即最多溶解的铜的质量m=0.6mol×64g/mol=38.4g
故答案为:38.4.

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