题目内容
【题目】向27.2gCu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀HNO3 500mL,反应过程中产生的气体只有NO。固体完全溶解后,在所得溶液(金属阳离子只有Cu2+)中加入1L lmol/L的NaOH溶液使金属离子恰好完全沉淀,此时溶液呈中性,所得沉淀质量为39.2 g.
(1) Cu与Cu2O的物质的量之比为___________________。
(2) HNO3的物质的量浓度为_________mol/L。
【答案】 2∶1 2.4
【解析】(1)Cu与稀HNO3反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,离子反应方程式为:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,所得溶液中加入1.0mol/L 的NaOH溶液1.0L,此时溶液呈中性,金属离子已完全沉淀,溶液中溶质为NaNO3,n(NaNO3)=n(NaOH)=1.0mol/L×1.0L=1mol,沉淀为Cu(OH)2,质量为39.2g,物质的量为
=0.4mol,根据铜元素守恒有n(Cu)+2n(Cu2O)=n[Cu(OH)2],所以反应后的溶液中n[[Cu(NO3)2]=n[Cu(OH)2]=0.4mol,设Cu、Cu2O的物质的量分别为x、y,则64x+144y=27.2,x+2y=0.4,解得x=0.2,y=0.1,所以Cu与Cu2O 的物质的量之比为2:1,故答案为:2:1;
(2)Cu和Cu2O与稀硝酸反应生成硝酸铜,0.2molCu完全反应失去0.4mol电子,0.1molCu2O完全反应失去0.2mol电子,总共生成0.6mol电子,由电子守恒,生成NO的物质的量为
=0.2mol,在所得溶液中加入1.0mol/L的NaOH溶液1.0L,此时溶液呈中性,金属离子恰好完全沉淀,反应后的溶质为硝酸钠,则溶液中的硝酸根离子的物质的量为n(NO3-)=n(NaOH)=1mol/L×1L=1mol,则硝酸的总物质的量为1mol+0.2mol=1.2mol,硝酸的浓度为
=2.4mol/L,故答案为:2.4。