Question

7．有一硫酸和硝酸的混合溶液，取出100mL加入足量BaCl₂溶液，過濾，洗滌，烘干后得到93.2g沉淀；濾液與4mol•L^-1NaOH溶液反應，消耗400mLNaOH溶液時恰好完全中和．計算：
（1）混合溶液中硫酸、硝酸的物質(zhì)的量濃度；
（2）另取100mL原混合溶液稀釋至200mL，加入44.8g銅粉共熱，可收集到的氣體在標準狀況下的體積．

Answer 1

分析 （1）酸與硝酸的混合溶液，取出100mL加入足量BaCl₂溶液，過濾、洗滌、烘干后得到93.2g的沉淀為硫酸鋇，根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計算硫酸鋇的物質(zhì)的量，再根據(jù)硫酸根守恒n（H₂SO₄）=n（BaSO₄），濾液中氫離子物質(zhì)的量不變，與4mol•L^-1NaOH溶液反應，用去400mL堿液時恰好完全中和，酸與氫氧化鈉恰好反應，H⁺與OH^-1：1反應，故n（HNO₃）+2（H₂SO₄）=n（NaOH），根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算硫酸、硝酸的物質(zhì)的量濃度；
（2）發(fā)生反應的離子方程式為3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，先判斷過量情況，然后根據(jù)不足量計算．

解答 解：（1）硫酸與硝酸的混合溶液，取出100mL加入足量BaCl₂溶液，過濾、洗滌、烘干后得到93.2g的沉淀為硫酸鋇，
硫酸根守恒故n（H₂SO₄）=n（BaSO₄）=$\frac{93.2g}{233g/mol}$=0.4mol，故原溶液中c（H₂SO₄）=$\frac{0.4mol}{0.1L}$=4mol/L；
濾液中氫離子物質(zhì)的量不變，與4mol•L^-1NaOH溶液反應，用去40mL堿液時恰好完全中和，酸與氫氧化鈉恰好反應，H⁺與OH^-1：1反應，故n（HNO₃）+2（H₂SO₄）=n（NaOH），即n（HNO₃）+2×0.4mol=0.4L×4mol/L，解得n（HNO₃）=0.8mol，故原溶液中c（HNO₃）=$\frac{0.8mol}{0.1L}$=8mol/L，
答：混合液中H₂SO₄的物質(zhì)的量濃度為4mol/L、HNO₃的物質(zhì)的量濃度是8mol/L；
（2）44.8gCu的物質(zhì)的量為：$\frac{44.8g}{64g/mol}$=0.7mol，
溶液中H⁺離子的物質(zhì)的量為：100×10^-3×（4×2+8×1）mol=1.6mol，
溶液中含有NO₃^-的物質(zhì)的量為：100×10^-3L×8mol/L=0.8mol，
發(fā)生反為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
              3mol   8mol  2mol            44.8L         
           0.7mol  1.6mol 0.8mol           V
1.6molH⁺完全反應消耗0.4molNO₃^-、0.6molCu，顯然H⁺不足，
所以生成NO的體積按照氫氣的物質(zhì)的量計算，
則：$\frac{8mol}{1.6mol}$=$\frac{44.8L}{V}$，
解得：V=8.96 L，
答：收集到氣體在標準狀況下的體積為8.96 L．

點評 本題考查混合物反應的計算，題目難度中等，明確發(fā)生反應的實質(zhì)為解答關(guān)鍵，（2）為易錯點，正確判斷過量情況為解答關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學生的化學計算能力．