Question

10．向100mLpH=0的硫酸和硝酸混合溶液中投入3.84g铜粉，微热使反应充分完成后，生成NO气体448mL（标准状况）．则反应前的混合溶液中含硫酸的物质的量浓度为（　　）

• A． 0.8mol•L^-1
• B． 0.4mol•L^-1
• C． 0.08mol•L^-1
• D． 0.04mol•L^-1

Answer 1

分析 pH=0的硫酸和硝酸混合溶液中c（H⁺）=1mol/L，n（H⁺）=0.1L×1mol/L=0.1mol，3.84g铜粉物质的量为$\frac{3.84g}{64g/mol}$=0.06mol，NO的物质的量为$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，根据3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+3H₂O可知，铜、H⁺过量，所以只可能是硝酸不足，可计算出硝酸的物质的量，进而计算c（HNO₃），再根据c（H⁺）=2c（H₂SO₄）+c（HNO₃）计算硫酸的浓度．

解答 解：pH=0的硫酸和硝酸混合溶液中c（H⁺）=1mol/L，n（H⁺）=0.1L×1mol/L=0.1mol，3.84g铜粉物质的量为$\frac{3.84g}{64g/mol}$=0.06mol，NO的物质的量为$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，根据3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+3H₂O可知，生成0.02molNO，需要铜0.03mol、H⁺为0.08mol，所以铜、H⁺过量，所以只可能是硝酸不足，硝酸完全反应，根据氮元素守恒可知，溶液中n（HNO₃）=n（NO）=0.02mol，c（HNO₃）=$\frac{0.02mol}{0.1L}$=0.2mol/L，原溶液中c（H⁺）=2c（H₂SO₄）+c（HNO₃），即1mol/L=2c（H₂SO₄）+0.2mol/L，解得c（H₂SO₄）=0.4mol/L，
故选：B．

点评 本题考查硝酸性质、混合物的计算等，难度中等，学生习惯用硝酸跟铜反应的化学方程式进行计算，容易忽视了硫酸电离出的H⁺造成错解，要重视离子方程式在化学计算中的应用．