Question

将23.9g表面已锈蚀成铜绿[Cu₂（OH）₂CO₃]的铜片投入120mL一定浓度的硝酸中；充分反应后，硝酸被还原成NO₂和NO，测得反应后溶液PH值为1．往反应后的溶液中加入过量的NaOH溶液，滤出沉淀，洗涤，干燥后得到29.4g蓝色固体．（假设反应前后溶液的体积不变）
计算：（1）已锈蚀的铜片中的铜元素的质量分数为______．（保留两位小数）
（2）求铜片中单质铜的物质的量．（写出计算过程）
（3）若生成NO₂和NO混合气体共aL（S．P．T）．
①a的取值范围为______．
②原硝酸的浓度为多少？（只需用a的代数式表示，写出过程）

Answer 1

解：干燥后得到29.4g蓝色固体为Cu（OH）₂，n（Cu（OH）₂）==0.3mol，则
（1）n（Cu）=n（Cu（OH）₂）=0.3mol，
则m（Cu）=0.3mol×64g/mol=19.2g，
ω（Cu）==80.33，或0.80，
故答案为：80.33%或0.80；
（2）根据元素守恒，n（Cu）=0.3mol，
设单质铜为xmol，Cu₂（OH）₂CO₃为ymol，则

解得x=0.2，y=0.05，
所以铜的物质的量为0.2mol，
答：铜片中单质铜的物质的量为0.2mol；
（3）①设全部生成NO，根据氧化还原反应氧化剂和还原剂得失电子数目相等，则n（NO）×（5-2）=0.2mol×（2-0），
n（NO）=mol，V（NO）=mol×22.4L/mol=L，
如全部生成NO₂，则n（NO₂）×（5-4）=0.2mol×（2-0），
n（NO₂）=0.4mol，
V（NO₂）=0.4mol×22.4L/mol=8.96L，
所以a的取值范围为～8.96，
故答案为：～8.96；
②原硝酸的物质的量为：n=2n（Cu（NO₃）₂）+n（HNO₃）余+n（NO_x）=2×0.3mol+0.1mol/L×0.12L+=（0.612+）mol，
c（HNO₃）==（5.1+）mol/L，
答：原硝酸的浓度为（5.1+）mol/L．
分析：干燥后得到29.4g蓝色固体为Cu（OH）₂，n（Cu（OH）₂）==0.3mol，
（1）根据的物质的量可知样品中Cu的质量，进而可计算铜的质量分数；
（2）根据质量（元素）守恒计算列式计算；
（3）①根据氧化还原反应得失电子守恒利用端值法计算；
②根据N元素守恒计算．
点评：本题考查混合物的计算，题目难度不大，本题注意从质量的角度结合化学方程式计算，本题用到的守恒有质量守恒、电子守恒，并用到了端值法，在做题时要用心体会．