Question

18．有一硫酸与硝酸的混合溶液，取出10mL加入足量BaCl₂溶液，过滤、洗涤、烘干后得到9.32g的沉淀，滤液与40mL、4mol•L^-1NaOH溶液时恰好完全中和．试求：
（1）混合液H₂SO₄、HNO₃的物质的量浓度各是多少？
（2）另取10mL原混合液稀释至80mL，加入1.92g铜粉共热时，收集到气体在标准状况下的体积为多少毫升？

Answer 1

分析 （1）酸与硝酸的混合溶液，取出10mL加入足量BaCl₂溶液，过滤、洗涤、烘干后得到9.32g的沉淀为硫酸钡，根据n=$\frac{m}{M}$计算硫酸钡的物质的量，再根据硫酸根守恒n（H₂SO₄）=n（BaSO₄），滤液中氢离子物质的量不变，与4.0mol•L^-1NaOH溶液反应，用去40mL碱液时恰好完全中和，酸与氢氧化钠恰好反应，H⁺与OH^-1：1反应，故n（HNO₃）+2（H₂SO₄）=n（NaOH），根据c=$\frac{n}{V}$计算硫酸、硝酸的物质的量浓度；
（2）根据离子方程式：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，先判断过量问题，再利用量少的完全反应计算．

解答 解：（1）硫酸与硝酸的混合溶液，取出10mL加入足量BaCl₂溶液，过滤、洗涤、烘干后得到9.32g的沉淀为硫酸钡，
硫酸根守恒故n（H₂SO₄）=n（BaSO₄）=$\frac{9.32g}{233g/mol}$=0.04mol，故原溶液中c（H₂SO₄）=$\frac{0.04mol}{0.01L}$=4mol/L；
滤液中氢离子物质的量不变，与4.0mol•L^-1NaOH溶液反应，用去40mL碱液时恰好完全中和，酸与氢氧化钠恰好反应，H⁺与OH^-1：1反应，故n（HNO₃）+2（H₂SO₄）=n（NaOH），即n（HNO₃）+2×0.04mol=0.04L×4mol/L，解得n（HNO₃）=0.08mol，故原溶液中c（HNO₃）=$\frac{0.08mol}{0.01L}$=8mol/L，
答：混合液中H₂SO₄的物质的量浓度为4mol/L、HNO₃的物质的量浓度是8mol/L；
（2）1.92g铜粉物质的量为0.03mol，溶液中氢离子的物质的量为10×10^-3×（4×2+8×1）mol=0.16mol，根据离子方程式：
 3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
3mol 8mol           44.8L
0.03mol 0.16mol       V
由此可知氢离子过量，则$\frac{3mol}{0.03mol}$=$\frac{44.8L}{V}$，
解得V=0.448L，
答：收集到气体在标准状况下的体积为0.448L．

点评 本题考查化学反应方程式的计算，为高频考点，把握发生的反应、物质的量关系等为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，题目难度不大．