Question

【題目】向10 mL濃度均為3 mol·L－1的HNO3與H2SO4的混合溶液中加入1.92 g銅，充分反應后，設溶液體積仍為10 mL。求：

（1）產生的氣體在標準狀況下的體積是多少升？__________

（2）反應后溶液中各溶質的離子濃度是多少？_____________

Answer 1

【答案】 0.448 L Cu2＋：3 mol·L－1 H＋：1 mol·L－1　NO：1 mol·L－1　SO：3 mol·L－1

【解析】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×0.01L×1+3mol/L×0.01L×2=0.09mol，n（NO3-）=3mol/L×0.01L=0.03mol，n（Cu）=1.92g÷64g/mol=0.03mol，則

3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O

3 8 2 3 2

0.03 0.09 0.03

可知Cu完全反應，H+和NO3-過量，則

（1）由反應的離子方程式可知：n（NO）=0.03mol×2/3=0.02mol，V（NO）=0.02mol×22.4L/mol=0.448L；

（2）0.03molCu完全反應，則生成0.03molCu2+，消耗n（H+）=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，所以反應后溶液中c（Cu2+）=0.03mol÷0.01L=3mol/L，c（H+）=0.01mol÷0.01L=1mol/L，c（NO3-）=0.01mol÷0.01L=1mol/L，由于SO42-沒有參加反應，反應后的濃度仍為3mol/L。