Question

在200mL的混合溶液中，硝酸和硫酸的物质的量的浓度均为0.2mol/L，向该混合液中加入3.84g的铜，加热使其充分反应。试计算：
（1）理论上生成的一氧化氮（标准状况下）的体积是多少升？
（2）若反应后溶液的体积不发生变化，溶液中Cu^2＋物质的量浓度是多少？

Answer 1

（6分）（1）、解：n(HNO₃)=n(H₂SO₄)=0.2mol/L×0.2L=0.04mol，n(Cu)=3.84g÷64g/mol=0.06mol；n(H⁺)=n(HNO₃)+2n(H₂SO₄)=0.12mol，n(NO₃^—)=n(HNO₃)=0.04mol；3Cu+8H⁺+2NO₃^—=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，反应物的化学计量数之比等于物质的量之比，则铜、硝酸根离子均过量，氢离子完全反应，应根据n(H⁺)计算n(NO)；n(NO)=n(H⁺)/4=0.12mol/4=0.03mol；V(NO)=n?Vm=0.03mol×22.4L/mol=0.672L；（2）、根据生成物与反应物的化学计量数之比等于物质的量之比，则反应后溶液中n(Cu²⁺)=3n(H⁺)/8=0.045mol；由于反应前后溶液的体积不变，则c(Cu²⁺)=n(Cu²⁺)/V=0.045mol÷0.2L=0.225mol/L。

解析试题分析：（1）、解：n(HNO₃)=n(H₂SO₄)=0.2mol/L×0.2L=0.04mol，n(Cu)=3.84g÷64g/mol=0.06mol；n(H⁺)=n(HNO₃)+2n(H₂SO₄)=0.12mol，n(NO₃^—)=n(HNO₃)=0.04mol；3Cu+8H⁺+2NO₃^—=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，反应物的化学计量数之比等于物质的量之比，则铜、硝酸根离子均过量，氢离子完全反应，应根据n(H⁺)计算n(NO)；n(NO)=n(H⁺)/4=0.12mol/4=0.03mol；V(NO)=n?Vm=0.03mol×22.4L/mol=0.672L；（2）、根据生成物与反应物的化学计量数之比等于物质的量之比，则反应后溶液中n(Cu²⁺)=3n(H⁺)/8=0.045mol；由于反应前后溶液的体积不变，则c(Cu²⁺)=n(Cu²⁺)/V=0.045mol÷0.2L=0.225mol/L。
考点：考查硝酸根离子在酸性条件下的氧化性、物质的量在化学方程式或离子方程式计算中的应用、物质的量、气体体积、气体摩尔体积、物质的量浓度、物质的质量等相关知识。