Question

有三份不同质量的硫化铜与硫化亚铜的混合物样品①②③．甲、乙、丙三同学各取一种样品，加强热充分反应，测定各样品中硫化铜的量．
（1）甲取2.56克样品①，置于空气中加强热，产物为氧化铜和二氧化硫．若产生0.448L气体（标准状况），该气体被30mL一定浓度氢氧化钠恰好完全吸收，将所得溶液小心低温蒸干得固体2.3克．则样品①中硫化铜的质量为

 

g，氢氧化钠浓度

 

mol?L^-1；
（2）乙取3.52克样品②，投入过量的浓硝酸中加热，充分反应后，样品全部参与反应，溶液失重8.44克．样品②中硫化铜的物质的量为

 

mol；若浓硝酸的浓度为14.2mol?L^-1，则反应消耗浓硝酸

 

mL．（已知：Cu₂S+14HNO₃→2Cu（NO₃）₂+10NO₂↑+H₂SO₄+6H₂O）
（3）丙称量样品③强热后剩余的固体质量比原样品减小了a g，若该固体为氧化铜，则样品③中硫化铜物质的量（n）为

 

mol．若要计算硫化亚铜的质量，则缺少

 

数据，若设该数据为b克，则硫化亚铜的质量为

 

．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：常规题型

分析：（1）n（SO₂）=

0.448L

22.4L/mol

=0.02mol，利用S原子守恒、固体质量计算CuS的质量；
根据硫原子守恒、得到固体的质量计算亚硫酸钠、硫酸氢钠的物质的量，再根据钠原子守恒计算氢氧化钠的物质的量浓度；
（2）CuS+10HNO₃=Cu（NO₃）₂+8NO₂↑+H₂SO₄+4H₂O、Cu₂S+14HNO₃→2Cu（NO₃）₂+10NO₂↑+H₂SO₄+6H₂O，根据固体质量及溶液失重质量列方程式计算CuS的物质的量；
根据CuS、Cu₂S与硝酸的关系式计算硝酸的体积；
（3）CuS、Cu₂S发生反应生成CuO，根据化学式知，Cu₂S的相对分子质量相当于2个CuO的相对分子质量，所以反应过程中减少的质量相当于CuS---CuO之间减少的质量，据此计算CuS的物质的量；
要计算硫化亚铜的质量，还需要知道样品总的质量，根据m=nM计算CuS的质量，总质量减去CuS的质量就是硫化亚铜的质量．

解答： 解：（1）n（SO₂）=

0.448L

22.4L/mol

=0.02mol，设CuS的物质的量为xmol，Cu₂S的物质的量为ymol，
则

x+y=0.02 96x+160y=2.56

解得

x=0.01 y=0.01

，则m（CuS）=0.01mol×96g/mol=0.96g；
设Na₂SO₃的物质的量为amol、NaHSO₃的物质的量为bmol，

a+b=0.02 126a+104y=2.3

解得

a=0.01 b=0.01

，所以n（Na₂SO₃）=n（NaHSO₃）=0.01mol，
根据钠原子守恒得n（NaOH）=2n（Na₂SO₃）+n（NaHSO₃）=0.03mol，
C（NaOH）=

0.03mol

0.03L

=1mol/L，
故答案为：0.96；1；
（2）设CuS的物质的量为cmol，Cu₂S的物质的量为dmol，
根据固体质量及溶液失重质量列方程式为：

96c+160d=3.52 272c+300d=8.44

解得

c=0.02 d=0.01

，
所以CuS的物质的量为0.02mol；
根据CuS+10HNO₃=Cu（NO₃）₂+8NO₂↑+H₂SO₄+4H₂O知，0.02molCuS完全反应需要硝酸的物质的量=0.02mol×10=0.2mol，根据Cu₂S+14HNO₃=2Cu（NO₃）₂+10NO₂↑+H₂SO₄+6H₂O知，0.01molCu₂S完全反应需要硝酸的物质的量=0.01mol×14=0.14mol，所以需要总的硝酸的物质的量=0.2mol+0.14mol=0.34mol则需要硝酸的体积=

0.34mol

14.2mol/L

=0.0239L=23.9mL，
故答案为：0.02；23.9；
（3）CuS、Cu₂S发生反应生成CuO，根据化学式知，Cu₂S的相对分子质量相当于2个CuO的相对分子质量，所以反应过程中减少的质量相当于CuS---CuO之间减少的质量，所以n（CuS）=

ag

16g/mol

=

a

16

mol或0.0625amol；
m（CuS）=96g/mol×

a

16

mol=6ag，则m（Cu₂S）=bg-6ag=（b-6a）g，
故答案为：0.0625amol或

a

16

mol；样品总质量；（b-6a）g．

点评：本题考查了混合物的有关计算，根据方程式中各个物理量之间的关系式进行计算，注意列方程进行计算，注意（2）中溶液失重的质量是气体与溶解固体的质量差、（3）中利用化学式代换，这两个点为易错点．