Question

20．硝酸是工业上常见的三酸之一，在化学上有广泛应用．某稀硝酸和稀硫酸的混合溶液中C（NO₃^-）+C（SO₄^2-）=0.5mol•L^-1.100ml该混合酸最多能溶解铜的质量为1.92g；其中，C（HNO₃）：C（H₂SO₄）=2：3．

Answer 1

分析 反应的离子方程式为3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，要使溶解铜的质量最大，则氢离子和硝酸根浓度满足化学计量数即4：1，硝酸全部起氧化剂作用，设硫酸浓度为x，则硝酸浓度为：0.5mol/L-x，溶液中氢离子浓度共：2x+（0.5mol/L-x），则：$\frac{2x+（0.5mol/L-x）}{0.5mol/L-x}$=$\frac{4}{1}$，解得：x=0.3mol/L，硝酸浓度为0.3mol/L，从而得出c（HNO₃）：c（H₂SO₄），再根据方程式可计算溶解铜的质量．

解答 解：反应的离子方程式为3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，要使溶解铜的质量最大，则氢离子和硝酸根浓度满足化学计量数即4：1，硝酸全部起氧化剂作用，设硫酸浓度为x，则硝酸浓度为：0.5mol/L-x，溶液中氢离子浓度共：2x+（0.5mol/L-x），则：$\frac{2x+（0.5mol/L-x）}{0.5mol/L-x}$=$\frac{4}{1}$，解得：x=0.3mol/L，硝酸浓度为：0.5mol/L-0.3mol/L=0.2mol/L，硝酸得物质的量为：0.1L×0.2mol/L=0.02mol，
3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O
3×64g       2mol  
m           0.02mol
m=$\frac{3×64g×0.02mol}{2mol}$=1.92g；
根据分析可知，硝酸的浓度为0.2mol/L，硫酸的浓度为：0.5mol/L-0.2mol/L=0.3mol/L，
所以：c（HNO₃）：c（H₂SO₄）=0.2mol/L：0.3mol/L=2：3，
故答案为：1.92g；2：3．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确氢离子和硝酸根浓度满足4：1时消耗铜的质量最大为解答关键，试题侧重考查学生的分析能力及化学计算能力．