题目内容

自然界中，金属硫化物矿床常因发生表生氧化及次生富集作用，产生辉铜矿（Cu2S）与铜蓝（CuS）．
已知：Cu2S、CuS是两种不溶于水的黑色固体，在一定条件下都能与稀HNO3反应：
①3CuS+8H++8NO3-→3Cu2++3SO42-+8NO↑+4H2O
②3Cu2S+16H++10NO3-→6Cu2++3SO42-+10NO↑+8H2O
现将四份质量不同的某Cu2S和CuS混合物样品分别与100mL 5mol/L的稀硝酸充分反应，样品质量与产生气体的体积（已折合成标准状况）如下表所示：
实验编号甲乙丙
样品质量（g）9.612.864.0
气体体积（L）5.046.72V
试回答下列问题（不考虑硝酸的挥发以及溶液体积变化）：
（1）用质量分数为0.63、密度为1.42g/cm3的浓硝酸配置100mL、5mol/L的稀硝酸，需浓硝酸的体积为
 
．（保留1位小数）
（2）甲实验结束后，溶液中c（NO3-）=
 
．
（3）混合物样品中Cu2S、CuS的物质的量之比是多少？（写出计算过程）
（4）乙实验结束后，溶液中氢离子的浓度是多少？（写出计算过程）
（5）计算丙实验中产生气体的体积（V）．（写出计算过程）
考点：有关混合物反应的计算
专题：
分析：（1）根据c=
1000ρω
M
计算出该浓硝酸的浓度，然后根据稀释过程中溶质的物质的量不变计算出需要浓硝酸的体积；
（2）根据反应可知，生成气体的物质的量与消耗硝酸根离子的物质的量相等，据此计算出反应后溶液中硝酸根离子浓度；
（3）根据甲中数据判断乙中混合物恰好完全反应，然后设出混合物中Cu2S、CuS的物质的量，分别根据总质量、生成气体的物质的量列式计算；
（4）结合（3）计算出反应中消耗氢离子的物质的量，再根据c=
n
V
计算出消耗氢离子浓度，最后计算出剩余氢离子浓度；
（5）根据（3）计算出64.0g混合物中含有的CuS、Cu2S的物质的量，然后利用极值法分别计算出生成NO的物质的量及体积，从而得出V的范围．
解答： 解：（1）质量分数为0.63、密度为1.42g/cm3的浓硝酸的浓度为：
1000×1.42×0.63
63
=14.2mol/L，配制100mL、5mol/L的稀硝酸，配制过程中硝酸的物质的量不变，则需要该浓硝酸的体积为：
5mol/L×0.1L
14.2mol/L
≈0.0352L=35.2mL，
故答案为：35.2mL；         
（2）根据反应①3CuS+8H++8NO3-→3Cu2++3SO42-+8NO↑+4H2O、②3Cu2S+16H++10NO3-→6Cu2++3SO42-+10NO↑+8H2O可知，反应生成NO气体的物质的量与消耗硝酸根离子的物质的量相等，甲实验中生成NO的物质的量为：
5.04L
22.4L/mol
=0.225mol，消耗硝酸的浓度为：
0.225mol
0.1L
=2.25mol/L，则反应后溶液浓度为：5mol/L-2.25mol/L=2.75mol/L，
故答案为：2.75mol/L；     
（3）9.6g混合物生成5.04LNO气体，12.8g混合物能够生成一氧化氮的体积为：
12.8g
9.6g
×5.04L=6.72L，说明乙中混合物完全反应，
设12.8g的样品中CuS的物质的量为x，Cu2S的物质的量为y，
根据质量可得：①96x+160y=12.8，
根据生成气体可得：②
8
3
x+
10
2
y=
6.72
22.4
=0.3，
根据①②解得：x=y=0.05mol，
所以混合物样品中Cu2S、CuS的物质的量之比为：1：1，
答：混合物样品中Cu2S、CuS的物质的量之比1：1；
（4）根据方程式①、②可知消耗氢离子的物质的量为：n（H+）=0.05mol×
8
3
+0.05mol×
16
3
=0.4mol，
故消耗氢离子的浓度为：c（H+）=
0.4mol
0.1L
=4mol/L，
所以剩余氢离子浓度为：c（H+）=5mol/L-4mol/L=1mol/L，
答：乙实验结束后，溶液中氢离子的浓度为1mol/L；
（5）100mL 5mol/L的稀硝酸中含有硝酸的物质的量为：5mol/L×0.1L=0.5mol，
根据（3）可知，64g样品中CuS、Cu2S的物质的量为：n（Cu2S）=n（CuS）=0.05mol×
64g
12.8g
=0.25mol，
若HNO3只与CuS反应：3CuS+8H++8NO3-→3Cu2++3SO42-+8NO↑+4H2O，0.25molCuS完全反应消耗硝酸：0.25mol×
8
3
＞0.5mol，硝酸不足，则根据反应可知生成NO的物质的量为：0.5mol，标况下NO体积为：V（NO）=0.5mol×22.4L/mol=11.2L；
若HNO3只与Cu2S反应：3Cu2S+16H++10NO3-→6Cu2++3SO42-+10NO↑+8H2O，0.25molCu2S消耗硝酸：0.25mol×
16
3
＞0.5mol，硝酸不足，根据反应可知生成NO的物质的量为：0.5mol×
10
16
=
5
16
mol，标况下NO体积为：22.4L/mol×
5
16
mol=7L，
所以丙中产生气体体积（V）为：7L＜V＜11.2L，
答：丙实验中产生气体的体积为：7L＜V＜11.2L．
点评：本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，试题知识点较多、计算量较大，充分考查了学生的分析、理解能力及化学计算能力，注意极值法在化学计算中的应用．
练习册系列答案
相关题目
由乙炔生产聚氯乙烯、合成树脂所涉及的有机化学反应方程式为．
 
、
 
，所属类型分别为
 
、
 
．
许多有机化合物中都含有N元素．
（1）无色油状液体苯胺 （）是最简单的芳香胺，暴露于空气中变为棕色，该变化最有可能与苯胺具有
 
相关（选填编号）．苯胺可以由苯经过两步反应生成，写出第一步反应的化学方程式
 
、第二步反应的类型为
 
．
a．酸性           b．碱性          c．还原性            d．氧化性
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．
（3）分子式为C3H9N的有机物有
 
种可能的结构．
（4）普拉西坦是一种改善记忆、抗健忘的中枢神经兴奋药，其结构如图．写出该有机物在酸催化下水解产物的结构简式
 
．
在1-10 的元素中离子化合物AB中，阴、阳离子的电子层结构相同，则化合物AB是
 
．
过氧化氢是用途很广的绿色氧化剂，它的水溶液俗称双氧水，常用于消毒、杀菌、漂白等．试回答下列问题：

（1）写出在酸性条件下H2O2氧化氯化亚铁的离子反应方程式：
 
．
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．
（3）甲酸钙[Ca（HCOO）2]广泛用于食品工业生产上，实验室制取甲酸钙的方法之一是将氢氧化钙和甲醛溶液依次加入到质量分数为30%-70%的过氧化氢溶液中，则该反应的化学方程式为
 

过氧化氢比理论用量稍多，其目的是
 
．
反应温度最好控制在30-70℃，温度不易过高，其主要原因是
 
．
（4）如图1是硼氢化钠一过氧化氢燃料电池示意图．该电池工作时，正极附近溶液的pH
 
（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（5）Na2CO3．xH2O2可消毒、漂白．现称取100g的Na2CO3．xH2O2晶体加热，实验结果如图2所示，则该晶体的组成为
 
．
25℃时，向盛有50mL pH=2的HA溶液的绝热容器中加入pH=13的NaOH溶液，加入NaOH溶液的体积（V）与所得混合溶液的温度（T）的关系如图所示．下列叙述正确的是（　　）
A、HA溶液的物质的量浓度为0 0l mol．L-1
B、b→c的过程中，温度降低的原因是溶液中发生了吸热反应
C、a→b的过程中，混合溶液中可能存在：c（A-）=c（Na+）
D、25℃时，HA的电离平衡常数K约为1.43×10-2
已知NaHSO3溶液显酸性，溶液中存在以下平衡：
①HSO3-+H2O?H2SO3+OH-  
②HSO3-?H++SO32-  
向0.1mol/L的NaHSO3溶液中分别加入以下物质，下列有关说法正确的是（　　）
A、加入少量金属Na，平衡①左移，平衡②右移，溶液中c（HSO3-）增大
B、加入少量Na2SO3固体，则c（H+）+c（Na+）=c（HSO3-）+c（OH-）+
1
2
c（SO32-）
C、加入少量NaOH溶液，
c(S
O
2-
3
)
c(HS
O
-
3
)
、
c(OH-)
c(H+)
的值均增大
D、加入氨水至中性，则c（Na+）=c（SO32-）+c（HSO3-）+c（H2SO3）
20℃时，饱和KNO3溶液的密度为ρg/cm3（ρ＞1），物质的量浓度为a mol/L．下列说法中不正确的（　　）
A、此溶液中KNO3的质量分数为10.1 a/ρ%
B、20℃时，密度小于ρg/cm3的溶液为不饱和溶液
C、此溶液蒸发部分水，再恢复至20℃，溶液密度一定大于ρg/cm3
D、25℃时，饱和KNO3溶液的物质的量浓度大于a mol/L
实验室制取氯气并回收氯化锰，能达到该实验目的装置是（　　）
A、用装置制取氯气
B、用装置分离二氧化锰和氯化锰溶液
C、用装置分离萃取后碘水中碘
D、用装置蒸干氯化锰溶液制 MnCl2?4H2O

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