Question

当三份铜粉分别与过量的稀硝酸、浓硝酸、热的浓硫酸充分反应后，收集到的气体在相同状况下体积相等时（不考虑NO₂转化为N₂O₄ 、生成气体溶解及产生水蒸气的体积），其三份铜的质量比为               
（2）1.28克铜与适量的浓硝酸反应，铜完全溶解，共收集到672 ml NO、NO₂混合气(标准状况)，则反应中共消耗HNO₃的物质的量为              
（3）用20ml 18.4 mol/L浓硫酸和铜共热一段时间后，冷却、过滤，将滤液稀释到100ml，测得溶液中SO₄^2— 的浓度为3.18mol/L，则该溶液CuSO₄的物质的量浓度为            
（4）Na₂SiO₃可以改写成氧化物的形式为Na₂O·SiO₂，则质量分数为98%的浓硫酸改写成氧化物的形式为                    。

Answer 1

（11分）（1） 3:1:2 （2）0.07 mol （3） 0.5 mol/L （4） SO₃·H₂O

试题分析：（1）铜与稀硝酸、浓硝酸和浓硫酸反应的化学方程式分别是3Cu + 8HNO₃(稀)＝3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑+ 4H₂O、Cu + 4HNO₃(浓)Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑+ 2H₂O、Cu＋2H₂SO₄(浓)CuSO₄＋2H₂O＋SO₂↑。当反应中生成当气体体积相等时（假设均是2mol），则根据方程式可知，消耗铜的质量之比是3:1:2。
（2）1.28g铜的物质的量是1.28g÷64g/mol＝0.02mol，则生成硝酸铜就是0.02mol。672 ml NO、NO₂混合气(标准状况)的物质的量是0.672L÷22.4L/mol＝0.03mol，实验根据氮原子守恒可知，参加反应的硝酸的物质的量是0.02mol×2+0.03mol＝0.07mol。
（3）反应前浓硫酸的物质的量是0.02L×18.4mol/L＝0.368mol，反应后溶液中SO₄^2－的物质的量是0.10L×3.18mol/L＝0.3186mol，则根据S原子守恒可知，反应中生成SO₂的物质的量是0.368mol－0.318mol＝0.05mol，所以根据电子得失守恒可知，参加反应的铜的物质的量是0.05mol，则硫酸铜的物质的量是0.05mol，其浓度是0.05mol÷0.1L＝0.5mol/。
（4）98%的浓硫酸中硫酸和水的物质的量之比是＝9:1，由于硫酸可以看作是SO₃·H₂O，所以98%的浓硫酸改写成氧化物的形式为SO₃·H₂O。
点评：该题是中等难度的试题，试题基础性强，难易适中，注重解题的灵活性，有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力。明确反应的原理并能依据守恒法答题是关键。守恒法是计算题中最常用也是最重要的解题方法，常见守恒法有质量守恒、原子守恒、电荷守恒、电子的得失守恒等，需要平时学习中注意积累和总结。