Question

某研究性学习小组拟用铜屑与氧化铜混合物与硫酸和硝酸组成的混酸反应来制取CuSO₄·5H₂O晶体，混酸中硝酸的还原产物为NO，反应过程中不产生SO₂,反应后的溶液中不含Cu(NO₃)₂， 反应中固体完全溶解，两种酸均恰好完全反应。设固体混合物的总质量为480 g，其中铜的质量分数为x，试回答下列。

（1）所得硫酸铜晶体的质量y为：                       g（用x表示）；

（2）若x =0.4,混酸中HNO₃与H₂SO₄的物质的量之比为：            ；

（3）若x=0.4,480g固体混合物与一定量混酸微热后，充分反应，冷却恰好只得到CuSO₄·5H₂O,试求原混酸中H₂SO₄的质量分数。

 

Answer 1

【答案】

 （1）375x + 1500    （2）1∶3.3    

(3)n(Cu)=

n(CuO)=

m(H₂SO₄)=(3mol+3.6mol)×98g/mol=646.8g

m(NO)=2/3 n(Cu)×30g/mol=60g

ω(H₂SO₄)=

（结果在52%-53%不扣分，其余不给分）

【解析】考查根据方程式进行的有关计算。

（1）根据铜原子守恒可知，生成硫酸铜晶体的质量是＝375x + 1500。

（2）X＝0.4，则铜和氧化铜的物质的量分别是n(Cu)=

n(CuO)=

根据原子守恒可知，硫酸的物质的量是3mol＋3.6mol＝6.6mol

根据电子得失守恒可知，硝酸的物质的量是

所以混酸中HNO₃与H₂SO₄的物质的量之比为1∶3.3

（3）见答案。