Question

16．向10mL濃度均為3mol•L^-1的稀HNO₃與稀H₂SO₄的混合溶液中加入1.92g銅，充分反應(yīng)后，設(shè)溶液體積仍為10mL．求：
（1）產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是多少升？
（2）反應(yīng)后溶液中各溶質(zhì)的離子濃度是多少？（反應(yīng)完溶液中溶質(zhì)的離子有Cu²⁺、H⁺、NO₃^-、SO₄^2-）

Answer 1

分析 溶液中的氫離子既包括硝酸電離的又包括硫酸電離的．所以n（H⁺）=3mol•L^-1×0.01L×1+3mol•L^-1×0.01L×2=0.09mol，n（NO₃^-）=3mol•L^-1×0.01L=0.03mol，
n（Cu）=$\frac{1.92g}{64g/mol}$=0.03mol，結(jié)合反應(yīng)的離子方程式3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O解答該題．

解答 解：溶液中的氫離子既包括硝酸電離的又包括硫酸電離的．所以n（H⁺）=3mol•L^-1×0.01L×1+3mol•L^-1×0.01L×2=0.09mol，n（NO₃^-）=3mol•L^-1×0.01L=0.03mol，
n（Cu）=$\frac{1.92g}{64g/mol}$=0.03mol，則
  3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3 Cu²⁺+2NO↑+4H₂O 
  3   8    2      3     2
0.03 0.09 0.03  
可知Cu完全反應(yīng)，H⁺和NO₃^-過(guò)量，則
（1）由反應(yīng)的離子方程式可知：n（NO）=$\frac{0.03mol×2}{3}$=0.02mol，V（NO）=0.02mol×22.4L/mol=0.448L，
答：產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是0.448L；
（2）0.03molCu完全反應(yīng)，則生成0.03molCu²⁺，消耗n（H⁺）=$\frac{0.03mol×8}{3}$=0.08mol，剩余n（H⁺）=0.09mol-0.08mol=0.01mol，消耗n（NO₃^-）=n（NO）=0.02mol，則剩余n（NO₃^-）=0.03mol-0.02mol=0.01mol，
所以反應(yīng)后溶液中c（Cu²⁺）=$\frac{0.03mol}{0.01L}$=3mol/L，c（H⁺）=$\frac{0.01mol}{0.01L}$=1mol/L，c（NO₃^-）=$\frac{0.01mol}{0.01L}$=1mol/L，
由于SO₄^2-沒(méi)有參加反應(yīng)，反應(yīng)后的濃度仍為3mol/L，
答：反應(yīng)后溶液中各溶質(zhì)離子物質(zhì)的量濃度分別為Cu²⁺：3mol/L，H⁺：1mol/L，NO₃^-：1mol/L，SO₄^2-：3mol/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物反應(yīng)的計(jì)算，為高考高頻考點(diǎn)，題目難度中等，試題側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查，明確發(fā)生反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為解答關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)計(jì)算能力．