Question

今有100mLCu（NO₃）₂与 AgNO₃的混合溶液，其中NO₃^-的浓度为4mol/L，加入一定量的锌粉后，产生沉淀，经过滤、干燥后称量，沉淀物的质量为24.8g，将此沉淀物置于稀盐酸中，无气体逸出．向前述过滤后得到的滤液中先滴入BaCl₂溶液，无明显现象，后加入过量的NaOH溶液，有沉淀物析出．滤出此沉淀物，并将其灼烧至恒重，最后得4g灼烧物．求所加锌粉的质量．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：将过滤得到的沉淀物置于稀盐酸中，没有气体生成，说明Zn完全反应，向滤液中先滴入BaCl₂溶液，无明显现象，说明Ag⁺完全被置换为Ag，后加入过量的NaOH溶液，有沉淀物析出，而氢氧化锌溶于氢氧化钠溶液，说明滤液中含有Cu²⁺，得到的沉淀为Cu（OH）₂，灼烧最终得到CuO，Zn与混合溶液反应的溶液中溶质为Cu（NO₃）₂、Zn（NO₃）₂，根据Cu元素守恒，反应后溶液中n[Cu（NO₃）₂]=n（CuO），根据硝酸根守恒计算n[Zn（NO₃）₂]，由Zn元素守恒可知n（Zn）=n[Zn（NO₃）₂]，再根据m=nM计算加入Zn的质量．

解答： 解：将过滤得到的沉淀物置于稀盐酸中，没有气体生成，说明Zn完全反应，向滤液中先滴入BaCl₂溶液，无明显现象，说明Ag⁺完全被置换为Ag，后加入过量的NaOH溶液，有沉淀物析出，而氢氧化锌溶于氢氧化钠溶液，说明滤液中含有Cu²⁺，得到的沉淀为Cu（OH）₂，灼烧最终得到CuO，Zn与混合溶液反应的溶液中溶质为Cu（NO₃）₂、Zn（NO₃）₂，
根据Cu元素守恒，反应后溶液中n[Cu（NO₃）₂]=n（CuO）=

4g

80g/mol

=0.05mol，
根据硝酸根守恒，2n[Zn（NO₃）₂]+2n[Cu（NO₃）₂]=n（NO₃^-），即2n[Zn（NO₃）₂]+2×0.05mol=0.1L×4mol/L，解得n[Zn（NO₃）₂]=0.15mol，
由Zn元素守恒可知n（Zn）=n[Zn（NO₃）₂]=0.15mol，故加入Zn的质量为0.15mol×65g/mol=9.75g，
答：加入锌的质量为9.75g．

点评：本题考查混合物有关计算，关键是判断Zn与混合溶液反应的溶液中溶质为Cu（NO₃）₂、Zn（NO₃）₂，再利用守恒法解答，利用守恒法可简化计算过程，减少数学计算，侧重考查学生分析计算能力，难度中等．