Question

将Cu与CuO的混合物20.8g加入到50mL 18.4mol?L^-1浓H₂SO₄中，加热充分反应至固体物质完全溶解（产生气体全部逸出），冷却后将溶液稀释至1000ml，测得c（H⁺）=0.84mol?L^-1．若要使稀释后溶液中的Cu²⁺沉淀完全，应加入6.0mol?L^-1的NaOH溶液的体积为（　　）

• A、1OOmL
• B、160mL
• C、240mL
• D、307mL

Answer 1

分析：由题意可知，Cu与CuO的混合物与硫酸反应硫酸有剩余，溶液中氢离子来源于剩余的硫酸，则n_剩余（H₂SO₄）=

1

2

n（H⁺），设混合物中含铜、氧化铜的物质的量分别为x、y，表示出二者反应消耗的硫酸及生成的二氧化硫，根据二者质量与消耗的硫酸列方程计算，Cu²⁺刚好沉淀完全，此时溶液中溶质为Na₂SO₄，根据钠离子守恒n（NaOH）=2n（Na₂SO₄），根据硫原子守恒可得n（Na₂SO₄）=n_原来（H₂SO₄）-n（SO₂），据此计算解答．

解答：解：反应剩余硫酸的物质的量为：

1

2

×0.84 mol/L×1 L=0.42 mol，
设混合物中含铜、氧化铜的物质的量分别为x、y，则：
Cu+2H₂SO₄（浓） 

△ ．

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
1    2                    1
x    2x                   x
CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O
1     1
y     y
所以，2x+y=18.4 mol/L×0.05 L-0.42 mol=0.5 mol
64g/mol?x+80g/mol?y=20.8g
解得：x=0.2 mol，y=0.1 mol
n（SO₂）=0.2 mol，
1000 mL溶液中SO₄^2-的总量为18.4 mol/L×0.05 L-0.2 mol=0.72 mol，Cu²⁺刚好沉淀完全，此时溶液中溶质为Na₂SO₄，根据钠离子守恒n（NaOH）=2n（Na₂SO₄），故需要n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）=0.72mol×2=1.44mol，所以沉淀Cu²⁺所需氢氧化钠的体积=

1.44mol

6mol/L

=0.24 L=240mL，
故选C．

点评：本题考查混合物的有关计算，难度中等，注意利用守恒法进行计算，侧重对学生思维能力、分析解决问题能力的考查．