Question

【题目】某研究性学习小组利用硝酸和废铜屑(含Cu和CuO)作为原料制备硝酸铜,设计的流程如下：

（1）某次实验使用了废铜屑共24g，用一定浓度的硝酸100mL完全溶解这些废铜屑时，共收集到标准状况下B气体6.72L(其中NO2和NO的体积比为2∶1)。请通过计算回答下列问题:

①废铜屑中铜和氧化铜的物质的量之比_____________。

②若测得溶液A中H+的浓度为1mol·L-1，则原硝酸的物质的量浓度为________________。(假设反应前后溶液的体积不变)

（2）上述制备方案中产生的气体B，既造成原料的浪费,也污染了环境。请你设计方案解决上述问题___________________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 5∶2 11mol·L-1 将生成的气体B和空气混合，再用水吸收重新利用(或将铜屑在空气中充分加热氧化，再用硝酸溶解)

【解析】（1）①废铜屑中铜和氧化铜的物质的量分别是xmol、ymol，则64x+80y＝24；混合气体的物质的量是6.72L÷22.4L/mol＝0.3mol，其中NO2和NO的体积比为2∶1，则NO2和NO的物质的量分别是0.2mol、0.1mol，根据电子得失守恒可知2x＝0.2×1+0.1×3，解得x＝0.25，所以y＝0.1，因此废铜屑中铜和氧化铜的物质的量之比5∶2。②若测得溶液A中H+的浓度为1mol·L-1，即剩余硝酸的物质的量是0.1mol，生成硝酸铜是0.35mol，所以根据氮原子守恒可知原硝酸的物质的量浓度为（0.1+0.35×2+0.3）mol÷0.1L＝11mol·L-1；（2）要防止原料的浪费，避免污染环境可以将生成的气体B和空气混合，再用水吸收重新利用或将铜屑在空气中充分加热氧化，再用硝酸溶解。