Question

8．在100mL的混合溶液中，硝酸和硫酸的物质的量的浓度分别是0.4mol/L和0.1mol/L，向该混合液中加入1.92g的铜，加热使其充分反应．试计算：
（1）理论上生成的一氧化氮（标准状况下）的体积是多少升？
（2）若反应后溶液的体积不发生变化，溶液中Cu²⁺物质的量浓度是多少？

Answer 1

分析 1.92g的铜的物质的量n（Cu）=$\frac{1.92g}{64g/mol}$=0.03mol，混合酸中n（H⁺）=0.4mol/L×0.1L+0.1mol/L×2×0.1L=0.06mol，n（NO₃^-）=0.4mol/L×0.1L=0.04mol，
发生3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，判断过量后以不足量代入计算．

解答 解：1.92g的铜的物质的量n（Cu）=$\frac{1.92g}{64g/mol}$=0.03mol，混合酸中n（H⁺）=0.4mol/L×0.1L+0.1mol/L×2×0.1L=0.06mol，n（NO₃^-）=0.4mol/L×0.1L=0.04mol，
由3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O可知，Cu与NO₃^-过量，H⁺不足，氢离子的物质的量进行计算，
设一氧化氮的体积是V L，产生的铜离子的物质的量为x moL，
  3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O
       8        3    44.8
      0.06      x     V
$\frac{8}{0.06}=\frac{3}{x}=\frac{44.8}{V}$
V=0.336，x=0.0225mol，
c（Cu²⁺）=$\frac{0.0225mol}{0.1L}$=0.225mol/L，
答：（1）理论上生成的一氧化氮（标准状况下）的体积是0.336L；
（2）若反应后溶液的体积不发生变化，溶液中Cu²⁺物质的量浓度是0.225mol/L．

点评 本题考查离子反应的计算，解答该题的关键是把握反应的离子方程式及判断反应的过量问题，侧重分析能力和计算能力的考查，题目难度中等．