Question

某研究性学习小组拟用铜屑和氧化铜的混合物与硫酸和硝酸的混酸反应来制取CuSO₄?5H₂O晶体，混酸的还原产物为NO，反应过程中不产生SO₂，反应后溶液中不含Cu（NO₃）₂，反应中固体全部溶解，两种酸恰好完全反应。设固体混合物的总质量为480g，其中铜的质量分数为ω，试回答下列问题：
（1）所得硫酸铜晶体的质量为_____ g （用x表示）。
（2）若ω=0.4，混酸中HNO₃与H₂SO₄的物质的量之比为__________。
（3）若ω=0.4，480g固体混合物与一定量混酸微热，所有反应物均反应完全时，冷却后恰好只得到CuSO₄?5H₂O晶体，试求原混酸中H₂SO₄的质量分数。

Answer 1

见分析
【试题分析】
1）混合物中含m（Cu）=480ωg，m（CuO）=480（1-ω）g，依铜元素守恒可得CuSO₄?5H₂O晶体的质量为：m（CuSO₄?5H₂O）=×250g/mol+×250g/mol=（1500+375ω）g。
（2）因为n（Cu）==3mol，n（CuO）==3.6mol，所以n（Cu）+n（CuO）=n（CuSO₄?5H₂O）=n（H₂SO₄）=6.6mol。
依据电子守恒可得：n（HNO₃）=n（Cu）=2mol，故n（HNO₃）∶n（H₂SO₄）=1∶3.3。
（3）由（2）得：n（H₂SO₄）=6.6mol，n（HNO₃）=2mol，所以m（H₂SO₄）=6.6mol×98g/mol=646.8g、m（NO）=2mol×30g/mol=60g。
故ω（H₂SO₄）==52.6%