Question

7．现有某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液，准确量取20.00mL溶液3份，进行下列实验．
①其中1份，用5.000mol/L的NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液20.00mL．
②向1份溶液中加入盐酸酸化的BaCl₂溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体9.32g，计算：
（1）硫酸、硝酸的物质的量浓度分别是2mol/L、1mol/L．
（2）现向第3份溶液中加入0.96g铜粉，充分反应后（假设只生成NO气体），最多可收集到标况下的气体体积是224mL．

Answer 1

分析 （1）①其中1份，用5.000mol/L的NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液20.00mL，则每份溶液中含有氢离子的物质的量为：n（H⁺）=n（NaOH）=5.000mol/L×0.02L=0.1mol；
②向1份溶液中加入盐酸酸化的BaCl₂溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体9.32g，沉淀为硫酸钡，则20.00mL混合液中含有硫酸的物质的量为：n（H₂SO₄）=n（BaSO₄）=$\frac{9.32g}{233g/mol}$=0.04mol，结合①可知每份溶液中含有硝酸的物质的量，最后根据c=$\frac{n}{V}$分别计算出溶液中硫酸、硝酸的浓度；
（2）0.96gCu的物质的量为：n（Cu）=$\frac{0.96g}{64g/mol}$=0.015mol，每份溶液中含有0.04mol硫酸、0.02mol硝酸，则混合液中含有0.02mol硝酸根离子、0.1mol氢离子，
根据反应3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H_²O判断过量情况，根据不足量计算出生成NO的物质的量及体积．

解答 解：（1）①其中1份，用5.000mol/L的NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液20.00mL，则该溶液中含有氢离子的物质的量为：n（H⁺）=n（NaOH）=5.000mol/L×0.02L=0.1mol；
②向1份溶液中加入盐酸酸化的BaCl₂溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体9.32g，沉淀为硫酸钡，则20.00mL混合液中含有硫酸的物质的量为：n（H₂SO₄）=n（BaSO₄）=$\frac{9.32g}{233g/mol}$=0.04mol，0.04mol硫酸电离出0.08mol氢离子，则每份溶液中含有硝酸的物质的量为：0.1mol-0.08mol=0.02mol，
所以原溶液中硫酸的浓度为：c（H₂SO₄）=$\frac{0.04mol}{0.02L}$=2mol/L，硝酸的浓度为：c（HNO₃）=$\frac{0.02mol}{0.02L}$=1mol/L，
故答案为：2mol/L、1mol/L；
（2）0.96gCu的物质的量为：n（Cu）=$\frac{0.96g}{64g/mol}$=0.015mol，每份溶液中含有0.04mol硫酸、0.02mol硝酸，则混合液中含有0.02mol硝酸根离子、0.1mol氢离子，
根据反应3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H_²O可知，0.015mol铜完全反应需要消耗0.04mol氢离子、0.01mol硝酸根离子，说明铜不足，
则0.015mol铜完全反应生成NO的物质的量为：0.015mol×$\frac{2}{3}$=0.01mol，标准状况下0.01molNO的体积为：22.4L/mol×0.01mol=0.224L=224mL，
故答案为：224mL．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，（2）为易错点，注意根据反应方程式正确判断反应物过量情况，根据不足量计算出生成NO的物质的量．