Question

向27.2gCu和Cu₂O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5L，固体物质完全反应，生成NO和Cu（NO₃）₂，在所得溶液中加入1.0mol/L的NaOH溶液1.0L，此时溶液显中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2g，求（写出计算过程）
（1）原固体混合物中Cu和Cu₂O的物质的量之比
（2）产生的NO在标准状况下的体积是多少毫升？
（3）硝酸的物质的量浓度是多少？

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算,有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：（1）在所得溶液中加入NaOH溶液后，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，溶液中溶质为NaNO₃，n（NaNO₃）=n（NaOH）=1.0mol/L×1.0L=1mol，沉淀为Cu（OH）₂，质量为39.2g，氢氧化铜的物质的量为：

39.2g

98g/mol

=0.4mol，根据铜元素守恒有n（Cu）+2n（Cu₂O）=n[Cu（OH）₂]，所以反应后的溶液中n[[Cu（NO₃）₂]=n[Cu（OH）₂]=0.4mol；
设Cu和Cu₂O的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量及Cu元素物质的量列方程计算二者的物质的量之比；
（2）利用电子转移守恒计算n（NO），再根据V=nVm计算NO的体积；
（3）根据N元素守恒可知原硝酸溶液n（HNO₃）=n（NO）+n（NaNO₃），根据Na元素可知n（NaNO₃）=n（NaOH），再根据c=

n

V

计算．

解答： 解：解：（1）在所得溶液中加入NaOH溶液后，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，溶液中溶质为NaNO₃，n（NaNO₃）=n（NaOH）=1.0mol/L×1.0L=1mol，沉淀为Cu（OH）₂，质量为39.2g，Cu（OH）₂的物质的量为：

39.2g

98g/mol

=0.4mol，
根据铜元素守恒有：n（Cu）+2n（Cu₂O）=n[Cu（OH）₂]，
所以反应后的溶液中n[[Cu（NO₃）₂]=n[Cu（OH）₂]=0.4mol．
设Cu和Cu₂O的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者质量可得：64x+144y=27.2，
根据铜元素守恒有：x+2y=0.4，
联立方程解得：x=0.2，y=0.1，
所以原固体混合物中Cu和Cu₂O的物质的量之比为2：1，
答：混合物中Cu和Cu₂O的物质的量之比为2：1；
（2）根据电子转移守恒可知：3n（NO）=2n（Cu）+2n（Cu₂O），
即：3n（NO）=2×0.2mol+2×0.1mol，
解得：n（NO）=0.2mol，
所以标准状况下NO的体积为：0.2mol×22.4L/mol=4.48L，
答：产生的NO在标准状况下的体积为4.48L；
（3）根据N元素守恒可知n（HNO₃）=n（NO）+n（NaNO₃）=0.2mol+1.0mol/L×1.0L=1.2mol，所以原硝酸溶液的浓度为

1.2mol

0.5L

=2.4mol/L，答：硝酸的物质的量浓度是2.4mol/L．

点评：本题考查铜及其化合物知识、氧化还原反应的计算，难度较大，清楚反应过程，充分利用守恒计算是解题的关键．