Question

有一硫酸和硝酸的混合溶液，取出其中的10mL，加入足量 BaCl₂溶液，将生成的沉淀滤出洗净，烘干称得其质量为9.32g；另取此溶液10mL与4.00 mol·L^－1的NaOH溶液25mL恰好完全中和。求:
①混合液中硫酸的物质的量浓度是多少？
②混合液中硝酸的物质的量浓度又是多少？
③若将9.6g铜片投入到10mL的混合溶液中，则标况下能生成气体多少毫升？

Answer 1

（1）混酸中只有硫酸和氯化钡反应生成沉淀，反应式为
H₂SO₄＋BaCl₂=2HCl＋BaSO₄↓
1mol               233g
cV                 9.32g
所以有
（2）强酸和氢氧化钠反应的离子方程式为H^＋＋OH^－=H₂O。恰好反应。说明氢离子的物质的量和OH^－的物质的量相等，所以有4.0mol/L×0.01L×2＋c(HNO₃)×0.01L＝4.0mol/L×0.025L，解得c(HNO₃)＝2.0mol/L。
（3）9.6g铜是，10mL的混合溶液中硫酸是0.04mol，硝酸是0.02mol，所以氢离子的物质的量是0.1mol。硝酸和铜反应的离子方程式为
3Cu   ＋   8H^＋   ＋    2NO₃^－=3Cu^2＋＋4H₂O＋2NO↑
3mol       8mol          2mol              2mol
0.15mol    0.1mol        0.02mol
所以铜和氢离子是过量的，NO₃^－是不足的，即NO₃^－被完全还原生成NO，所以NO的物质的量是0.02mol，其标准状况下的体积是0.02mol×22.4L/mol=0.448L。

考查根据化学方程式进行的有关计算。这种类型的计算，关键是弄清楚发生的反应，并正确写出有关的化学反应方程式，然后根据条件列式进行计算即可。如果反应物的量都是已知的还要判断过量。因为硫酸和铜不反应，但可以提供氢离子，所以只要氢离子足量，硝酸就有可能被完全还原，所以在判断过量时要用离子方程式进行判断。