Question

向浓度均为2mol/L的HNO₃与H₂SO₄组成的混合溶液10mL中加入1.28g铜，充分反应后溶液的体积仍为10mL．求：
（1）产生的气体在标准状况下的体积是多少L？
（2）反应后溶液中各溶质离子物质的量浓度是多少？

Answer 1

分析：溶液中的氢离子既包括硝酸电离的又包括硫酸电离的．所以n（H⁺）=2mol?L^-1×0.01L×1+2mol?L^-1×0.01L×2=0.06mol，n（NO₃^-）=2mol?L^-1×0.01L=0.02mol，
n（Cu）=

1.28g

64g/mol

=0.02mol，结合反应的离子方程式3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O解答该题．

解答：解：溶液中的氢离子既包括硝酸电离的又包括硫酸电离的．所以n（H⁺）=2mol?L^-1×0.01L×1+2mol?L^-1×0.01L×2=0.06mol，n（NO₃^-）=2mol?L^-1×0.01L=0.02mol，
n（Cu）=

1.28g

64g/mol

=0.02mol，则
  3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O 
  3   8   2     3    2
0.02 0.06 0.02  
可知Cu完全反应，H⁺和NO₃^-过量，则
（1）由反应的离子方程式可知n（NO）=

0.02mol×2

3

，V（NO）=

0.02mol×2

3

×22.4L/mol≈0.3L，
答：产生的气体在标准状况下的体积是0.3L；
（2）0.02molCu完全反应，则生成0.02molCu²⁺，消耗n（H⁺）=

0.02mol×8

3

=0.053mol，剩余n（H⁺）=0.06mol-0.053mol=0.007mol，消耗n（NO₃^-）=

0.02mol×2

3

=0.013mol，则剩余n（NO₃^-）=0.02mol-0.013mol=0.007mol，
所以反应后溶液中c（Cu²⁺）=

0.02mol

0.01L

=2mol/L，c（H⁺）=

0.007mol

0.01L

=0.7mol/L，c（NO₃^-）=

0.007mol

0.01L

=0.7mol/L，
由于SO₄^2-没有参加反应，反应后的浓度仍为2mol/L，
答：反应后溶液中各溶质离子物质的量浓度分别是Cu²⁺：2mol/L；H⁺：0.7mol/L；NO₃^-：0.7mol/L；SO₄^2-：2mol/L．

点评：本题考查化学方程式的计算，为高考高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意把握相关反应方程式的书写，根据方程式计算该题，难度不大．