某研究性学习小组用48.0克铜屑与氧化铜的混合物与硫酸和硝酸的混酸100ml溶液反应制取五水硫酸铜晶体,混酸中硝酸的还原产物为NO,反应过程中不产生SO2,反应后溶液中只有硫酸铜.若在固体混合物中铜屑的质量分数为0.4,试计算:
(1)最终制得晶体的质量.
(2)混酸中两溶质的物质的量浓度.
网友回答
解:(1)混合物中含m(Cu)=48×0.4g=19.2,所以n(Cu)==0.3mol;
m(CuO)=48g×(1-0.4)=48×0.6=28.8g,n(CuO)==0.36mol;
依铜元素守恒可知n(CuSO4?5H2O)=n(Cu)+n(CuO),
所以CuSO4?5H2O晶体的质量为:m(CuSO4?5H2O)=(0.3mol+0.36mol)×250g/mol=165g,答:可得CuSO4?5H2O晶体的质量为165g;(2)依据电子守恒可得:3n(HNO3)=3n(Cu),所以n(HNO3)=n(Cu)=×0.3mol=0.2mol,
所以c(HNO3)==2mol/L;
由硫酸根守恒可知n(H2SO4)=n(CuSO4?5H2O)=(0.3mol+0.36mol)=0.66mol,
所以c(H2SO4)==6.6mol/L,
答:硝酸浓度为2mol/L;硫酸浓度为6.6mol/L.
解析分析:(1)计算48.0克铜屑与氧化铜的混合物中铜与氧化铁的质量,进而计算物质的量,依铜元素守恒可知n(CuSO4?5H2O)=n(Cu)+n(CuO),再根据m=nM计算CuSO4?5H2O晶体的质量;
(2)依据电子守恒可得:3n(HNO3)=3n(Cu),据此计算混酸中n(HNO3);由硫酸根守恒可知n(H2SO4)=n(CuSO4?5H2O),据此计算混酸中n(H2SO4),再结合c=计算.
点评:本题考查混合计算等,难度中等,清楚硝酸全部起氧化剂作用是关键,注意守恒思想的运用.