Question

有一硫酸和硝酸的混合溶液，取出20mL，加入足量BaCl₂溶液，经过滤、洗涤、烘干后得沉淀9.32g；滤液与4.0mol/L的氢氧化钠溶液35mL恰好完全中和。试求：
（1）原混合溶液中硫酸和硝酸的物质的量浓度。
（2）另取10mL原溶液，加入0.96g铜粉共热，生成一氧化氮的体积为多少？
（3）另取10mL原溶液，加入1.92g铜粉共热,，至少还要向反应后的溶液中加入多少毫升1mol/L硫酸才能将铜粉恰好完全溶解？

Answer 1

（1）c(H₂SO₄)= 2mol/L  c(HNO₃)= 3mol/L  
（2）标准状况下的体积V(NO)= 0.224L 
（3）5×10^-3L  

解析试题分析：（1）20 mL混合液中含有n(SO₄^2-)="9.32g÷233g/" mol="0.04" mol
n(H⁺)=35×10^-3×4.0 mol / L ="0.14" mol
∴n((NO₃^-)="0.14" mol－2×0.04 mol =0.06mol
c(H₂SO₄)=0.04mol÷0.02L=2mol/L                                （1分）
c(HNO₃)=0.06mol÷0.02L=3mol/L                                （1分）
（2） 10 mL混合液中含有n(H⁺)="0.07" mol，n(NO₃^-)=0.03mol
加入0.96g铜粉：n(Cu)=0.96g÷64g/mol=0.015mol
发生反应：3Cu + 8H⁺+ 2NO₃ ^-  3Cu²⁺ + 2NO↑ + 4H₂O
铜粉不足，生成NO：n(NO)=0.015mol×2÷3= 0.01 mol             （1分）
标准状况下的体积V(NO)=" 0.01" mol×22.4 L / mol =0.224L           （1分）
（3）10 mL混合液中含有n(H⁺)="0.07" mol，n((NO₃^-)=0.03mol
若加入1.92g铜粉：n(Cu)=1.92g÷64g/mol=0.03mol
发生反应：3Cu + 8H⁺+ 2NO₃ ^-  3Cu²⁺ + 2NO↑ + 4H₂O
溶解1.92g铜粉至少需要n(H⁺)="0.08" mol ，n(NO₃^-)=0.02mol，显然H⁺不足（1分）
至少需要添加n(H⁺)="0.08" mol-0.07 mol="0.01" mol
∴ 至少加入稀硫酸：V(H₂SO₄)=0.01mol÷(2×1mol/L)=5×10^-3L        （2分）
答：略
考点：考查物质的量在化学反应方程式中的应用的相关知识点。