Question

【题目】在稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中，加入铜粉。

（1）若将50mL 4mol/L 稀HNO3和200mL 0.5mol/L稀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若使铜粉全部溶解，还需加入0.5mol/L H2SO4________________________mL。

（2）若c(SO42—)＋c(NO3—)＝a mol·L－1。取200 mL该混合酸，则能溶解铜的最大物质的量为___________mol（用含a的式子表示）。

Answer 1

【答案】 0.6 400 0.12a

【解析】（1）50mL 4mol/L 稀HNO3和200mL 0.5mol/L稀H2SO4混合后，溶液中n(NO3-)=5010-3L4mol/L=0.2mol，n(SO42-)=20010-3L0.5mol/L=0.1mol，n(H+)=0.2mol+0.1mol2=0.4mol，加入19.2g 铜粉的物质的量为0.3mol，微热，发生的反应为3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++NO↑+4H2O。因为n(Cu): n(NO3-): n(H+)=0.3:0.2:0.4=3:2:4，不等于化学计量数之比3:2:8，可以判断铜和硝酸根都过量，应按n(H+)计算，所以： ①若忽略溶液体积变化，溶液中铜离子物质的量浓度为 = 0.6mol/L。

②若使铜粉全部溶解，由上面数据分析可知，还需要加入H+0.4mol，所以还需加入0.5mol/L H2SO4 , =0.4L=400mL。

（2）若c(SO42—)＋c(NO3—)＝a mol·L－1。取200 mL该混合酸，n(SO42—)＋n(NO3—)＝0.2a mol，n(H+)= 2n(SO42—)＋n(NO3—)，由反应的离子方程式可知，当n(H+): n(NO3—)=8:2=4:1时，溶解的铜最多，联立上面三个式子可求出n(NO3—)=0.08amol，所以能溶解铜的最大物质的量为0.08a mol=0.12a mol。