Question

【题目】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CuSO45H2O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480g，其中铜屑的质量分数为0.400，480g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CuSO45H2O，试求（1）混酸中HNO3 与H2SO4的物质的量之比为：___________；（2）原混酸中H2SO4 的质量分数__________。

Answer 1

【答案】 10 ：33 52.6%

【解析】固体混合物的总质量为480g，其中铜屑的质量分数为0.400，所以n(Cu)= 480×0.4/64=3mol，根据电子转移守恒：3n（HNO3）=2n（Cu），所以n（HNO3）=2×3/3=2 mol；n（CuO）=480×（1-0.4）/80=3.6 mol，根据Cu元素守恒可以知道n（CuSO45H2O）=n（Cu）+n（CuO）=3mol+3.6mol=6.6mol，故n（H2SO4）=n（CuSO45H2O）=6.6mol，故m（H2SO4）=6.6mol×98g/mol=646.8g， m（混酸）=m（CuSO45H2O）+m（NO）-m（Cu+CuO）=6.6mol×250g/mol+2mol×30g/mol-480g=1230g，故原混酸中硫酸的质量分数=646.8/1230×100%=52.6%；根据以上分析可知，n（H2SO4）=6.6 mol，n（HNO3）=2 mol，所以混酸中HNO3 与H2SO4的物质的量之比为2:6.6=1:3.3=10:33。

（1）综上，混酸中HNO3 与H2SO4的物质的量之比为：10:33；正确答案：10:33。

（2）综上，原混酸中H2SO4 的质量分数52.6%；正确答案：52.6%。