Question

向27.2gCu和Cu₂O的混合物中加入某濃度的稀硝酸0.5L，固體物質(zhì)完全反應(yīng)，生成NO和Cu（NO₃）₂，在所得溶液中加入1.0mol/L的NaOH溶液1.0L，此時溶液顯中性，金屬離子已完全沉淀，沉淀質(zhì)量為39.2g，求（寫出計算過程）
（1）原固體混合物中Cu和Cu₂O的物質(zhì)的量之比
（2）產(chǎn)生的NO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是多少毫升？
（3）硝酸的物質(zhì)的量濃度是多少？

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計算,有關(guān)混合物反應(yīng)的計算

專題：計算題

分析：（1）在所得溶液中加入NaOH溶液后，此時溶液呈中性，金屬離子已完全沉淀，溶液中溶質(zhì)為NaNO₃，n（NaNO₃）=n（NaOH）=1.0mol/L×1.0L=1mol，沉淀為Cu（OH）₂，質(zhì)量為39.2g，氫氧化銅的物質(zhì)的量為：

39.2g

98g/mol

=0.4mol，根據(jù)銅元素守恒有n（Cu）+2n（Cu₂O）=n[Cu（OH）₂]，所以反應(yīng)后的溶液中n[[Cu（NO₃）₂]=n[Cu（OH）₂]=0.4mol；
設(shè)Cu和Cu₂O的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者質(zhì)量及Cu元素物質(zhì)的量列方程計算二者的物質(zhì)的量之比；
（2）利用電子轉(zhuǎn)移守恒計算n（NO），再根據(jù)V=nVm計算NO的體積；
（3）根據(jù)N元素守恒可知原硝酸溶液n（HNO₃）=n（NO）+n（NaNO₃），根據(jù)Na元素可知n（NaNO₃）=n（NaOH），再根據(jù)c=

n

V

計算．

解答： 解：解：（1）在所得溶液中加入NaOH溶液后，此時溶液呈中性，金屬離子已完全沉淀，溶液中溶質(zhì)為NaNO₃，n（NaNO₃）=n（NaOH）=1.0mol/L×1.0L=1mol，沉淀為Cu（OH）₂，質(zhì)量為39.2g，Cu（OH）₂的物質(zhì)的量為：

39.2g

98g/mol

=0.4mol，
根據(jù)銅元素守恒有：n（Cu）+2n（Cu₂O）=n[Cu（OH）₂]，
所以反應(yīng)后的溶液中n[[Cu（NO₃）₂]=n[Cu（OH）₂]=0.4mol．
設(shè)Cu和Cu₂O的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者質(zhì)量可得：64x+144y=27.2，
根據(jù)銅元素守恒有：x+2y=0.4，
聯(lián)立方程解得：x=0.2，y=0.1，
所以原固體混合物中Cu和Cu₂O的物質(zhì)的量之比為2：1，
答：混合物中Cu和Cu₂O的物質(zhì)的量之比為2：1；
（2）根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可知：3n（NO）=2n（Cu）+2n（Cu₂O），
即：3n（NO）=2×0.2mol+2×0.1mol，
解得：n（NO）=0.2mol，
所以標(biāo)準(zhǔn)狀況下NO的體積為：0.2mol×22.4L/mol=4.48L，
答：產(chǎn)生的NO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為4.48L；
（3）根據(jù)N元素守恒可知n（HNO₃）=n（NO）+n（NaNO₃）=0.2mol+1.0mol/L×1.0L=1.2mol，所以原硝酸溶液的濃度為

1.2mol

0.5L

=2.4mol/L，答：硝酸的物質(zhì)的量濃度是2.4mol/L．

點(diǎn)評：本題考查銅及其化合物知識、氧化還原反應(yīng)的計算，難度較大，清楚反應(yīng)過程，充分利用守恒計算是解題的關(guān)鍵．