Question

（1）N_A為阿伏加德羅常數(shù)。25℃時，1g水中含H⁺離子個數(shù)約為__________N_A。

（2）通過氨的催化氧化法制取硝酸，在此全過程中，理論上氨與所耗氧氣的物質(zhì)的量比為__________,這樣所得硝酸的質(zhì)量分數(shù)為_____________。

（3）往含0．2 mol NaOH和0．1 mol Ca(OH)₂的混合溶液中持續(xù)穩(wěn)定地通入CO₂氣體0．5 mol。請以CO₂的量為橫坐標，以溶液中離子的總量為橫坐標，畫出離子總量隨CO₂加入量變化的折線圖。(不計弱電解質(zhì)的電離和鹽的水解)

（4）某研究性學習小組擬用銅屑與氧化銅混合物與硫酸和硝酸組成的混酸反應來制取CuSO₄·5H₂O晶體，混酸中硝酸的還原產(chǎn)物為NO，反應過程中不產(chǎn)生SO₂，反應后的溶液中不含Cu（NO₃）₂， 反應中固體完全溶解，兩種酸均恰好完全反應。設(shè)固體混合物的總質(zhì)量為480 g，其中銅屑的質(zhì)量分數(shù)為0．4， 480g固體混合物與一定量混酸微熱后，充分反應，冷卻恰好只得到CuSO₄·5H₂O，試求原混酸中H₂SO₄的質(zhì)量分數(shù)（寫出計算過程）

 

Answer 1

【答案】

（1）10^-10   (2分)

（2）1：2  0．778   (4分)

（3）

 (0,0．7) (0．1,0．4) (0．2,0．3) (0．3,0．4) (0．4,0．7) (0．5,0．7)  (5分)

（4）(4分) 解 m(Cu) = 480×0．4=192g  m(CuO)=480g-192g=288g

n(Cu) =192/64=3mol， n(CuO) = 288/80=3．6mol  （1分）

 n(Cu) +n(CuO)=3mol +3．6mol = 6．6mol

 由Cu守恒得： n(H₂SO₄)=n(CuSO₄·5H₂O)=6．6mol（1分）

m(CuSO₄·5H₂O)=6．6mol×250g/mol=1650g

設(shè)HNO₃為xmol ,由得失電子數(shù)相同得： 2×480×0．4/64=3x     x=2  

   n(HNO₃) =2mol 則放出NO為2mol，質(zhì)量為2×30=60g（1分）

根據(jù)質(zhì)量守恒：m(溶液)=1650+2×30-480=1230g（1分）

所以，H₂SO₄%=6．6×98/12300×100％=52．6%（1分）

【解析】

試題分析：（1）水電離出的C(H⁺)=1．0×10^-7mol•L‾¹, 1g水中含H⁺為：1g÷1000g/L×1．0×10^-7mol•L‾¹=10^-10mol。

（2）氨的催化氧化法制取硝酸發(fā)生如下反應：4NH₃+5O₂ 4NO+6H₂O、4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃,所以氨與所耗氧氣的物質(zhì)的量比為：1:2；根據(jù)化學方程式可以看出：生成4molHNO₃，最終得4molH₂O，所得硝酸的質(zhì)量分數(shù)=4mol×63g/mol÷(4mol×63g/mol+4mol×18g/mol)= 0．778。

（3）通入CO₂前，0．2 mol NaOH和0．1 mol Ca(OH)₂的混合溶液共含離子0．7mol，折線起點坐標(0,0．7)，通入CO₂首先發(fā)生反應：CO₂+Ca²⁺+2OH‾=CaCO₃↓+H₂O，完全反應消耗0．1molCO₂，減少0．3mol離子，得轉(zhuǎn)折點坐標(0．1,0．4)，繼續(xù)通入CO₂，發(fā)生第2步反應：CO₂+2OH‾=CO₃²‾+H₂O ,本步反應消耗CO₂ 0．1mol，離子減少0．1mol，得第2個轉(zhuǎn)折點(0．2,0．3)，第3步反應：CO₂+CO₃²‾+H₂O=2HCO₃‾，消耗CO₂ 0．1mol，離子增加0．1mol，得第3個轉(zhuǎn)折點(0．3,0．4)，第4步反應：CO₂+CaCO₃+H₂O=Ca²⁺+2HCO₃‾，消耗CO₂ 0．1mol，離子增加0．3mol，得第4個轉(zhuǎn)折點(0．4,0．7)，因為不計弱電解質(zhì)的電離和鹽的水解，再通入CO₂，離子濃度不變，得終點(0．5,0．7)，連接各點得轉(zhuǎn)折線。

（4）硫酸的質(zhì)量根據(jù)元素守恒求算，n(H₂SO₄)=n(CuSO₄·5H₂O)=n(Cu)+n(CuO), 題目已給條件：固體混合物的總質(zhì)量為480 g，銅屑的質(zhì)量分數(shù)為0．4，分別求出Cu、CuO的質(zhì)量，進而求出物質(zhì)的量；混酸溶液的質(zhì)量根據(jù)質(zhì)量守恒定律求算，反應前固體混合物的質(zhì)量+混酸溶液的質(zhì)量=反應后CuSO₄·5H₂O的質(zhì)量+NO的質(zhì)量，最后可求出H₂SO₄的質(zhì)量分數(shù)。

考點：本題考查了化學計算和通過計算繪制圖像。