Question

12．在100ml硝酸和硫酸的混合液中，两种酸的物质的量浓度之和是0.6mol/l．向混合液中加入足量的铜粉，加热充分反应，所得溶液中铜离子的物质的量浓度最大值为（忽略反应前后溶液体积变化）（　　）

• A． 0.30mol/l
• B． 0.225mol/l
• C． 0.45mol/l
• D． 0.36mol/l

Answer 1

分析 发生反应的离子方程式为：3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO（g）+4H₂O，由反应方程式可知，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=0.6×0.1，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=$\frac{n}{V}$计算铜离子浓度．

解答 解：反应的离子方程式为：3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO（g）+4H₂O，铜足量时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=0.6×0.1，联立解得：x=0.024mol、y=0.036mol，
由方程式可知，生成铜离子的物质的量为：0.024mol×$\frac{3}{2}$=0.036mol，
所以铜离子的最大浓度为：$\frac{0.036mol}{0.1L}$=0.36mol/L，
故选D．

点评 本题考查离子方程式的计算、混合物反应的计算，题目难度中等，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，注意利用离子方程式进行解答，试题培养了学生的化学计算能力．