Question

在100mL HNO₃和H₂SO₄的混合溶液中，两种酸的物质的量浓度之和为0.5mol/L．向该溶液中加入足量的铜粉，加热，充分反应后，所得溶液中Cu²⁺的物质的量浓度最大值为（反应前后溶液体积变化忽略不计）（　　）

• A、0.225mol/L
• B、0.30mol/L
• C、0.36mol/L
• D、0.45mol/L

Answer 1

考点：有关范围讨论题的计算,硝酸的化学性质

专题：氮族元素

分析：有关反应离子方程式为：3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO（g）+4H₂O，由上述反应方程式可知，NO₃^-和H⁺的物质的量之比为1：4，氢离子与硝酸根恰好反应，生成的铜离子物质的量最大，设HNO₃、H₂SO₄各为x、ymol，则n（NO₃^-）：n（H⁺）=x：（x+2y）=1：4，x+y=0.5×0.1，据此计算x、y的值，再根据方程式计算铜离子的物质的量，根据c=

n

V

计算铜离子浓度．

解答： 解：反应离子方程式为：3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO（g）+4H₂O，铜足量，由上述反应方程式可知，NO₃^-和H⁺的物质的量之比为1：4，氢离子与硝酸根恰好反应，生成的铜离子物质的量最大，设HNO₃、H₂SO₄各为x、ymol，则n（NO₃^-）：n（H⁺）=x：（x+2y）=1：4，x+y=0.5×0.1，联立解得x=0.02mol、y=0.03mol，由方程式可知，生成铜离子的物质的量为0.02mol×

3

2

=0.03mol，故铜离子的最大浓度为

0.03mol

0.1L

=0.3mol/L，故选B．

点评：本题考查化合物的有关计算，确定NO₃^-和H⁺的物质的量之比为1：4时生成的铜离子浓度最大是解题的关键，难度中等，注意利用离子方程式进行解答．