Question

在200mL的混合溶液中，硝酸和硫酸的物質的量的濃度均為0.2mol/L，向該混合液中加入3.84g的銅，加熱使其充分反應。試計算：
（1）理論上生成的一氧化氮（標準狀況下）的體積是多少升？
（2）若反應后溶液的體積不發生變化，溶液中Cu^2＋物質的量濃度是多少？

Answer 1

（6分）（1）、解：n(HNO₃)=n(H₂SO₄)=0.2mol/L×0.2L=0.04mol，n(Cu)=3.84g÷64g/mol=0.06mol；n(H⁺)=n(HNO₃)+2n(H₂SO₄)=0.12mol，n(NO₃^—)=n(HNO₃)=0.04mol；3Cu+8H⁺+2NO₃^—=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，反應物的化學計量數之比等于物質的量之比，則銅、硝酸根離子均過量，氫離子完全反應，應根據n(H⁺)計算n(NO)；n(NO)=n(H⁺)/4=0.12mol/4=0.03mol；V(NO)=n?Vm=0.03mol×22.4L/mol=0.672L；（2）、根據生成物與反應物的化學計量數之比等于物質的量之比，則反應后溶液中n(Cu²⁺)=3n(H⁺)/8=0.045mol；由于反應前后溶液的體積不變，則c(Cu²⁺)=n(Cu²⁺)/V=0.045mol÷0.2L=0.225mol/L。

解析試題分析：（1）、解：n(HNO₃)=n(H₂SO₄)=0.2mol/L×0.2L=0.04mol，n(Cu)=3.84g÷64g/mol=0.06mol；n(H⁺)=n(HNO₃)+2n(H₂SO₄)=0.12mol，n(NO₃^—)=n(HNO₃)=0.04mol；3Cu+8H⁺+2NO₃^—=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，反應物的化學計量數之比等于物質的量之比，則銅、硝酸根離子均過量，氫離子完全反應，應根據n(H⁺)計算n(NO)；n(NO)=n(H⁺)/4=0.12mol/4=0.03mol；V(NO)=n?Vm=0.03mol×22.4L/mol=0.672L；（2）、根據生成物與反應物的化學計量數之比等于物質的量之比，則反應后溶液中n(Cu²⁺)=3n(H⁺)/8=0.045mol；由于反應前后溶液的體積不變，則c(Cu²⁺)=n(Cu²⁺)/V=0.045mol÷0.2L=0.225mol/L。
考點：考查硝酸根離子在酸性條件下的氧化性、物質的量在化學方程式或離子方程式計算中的應用、物質的量、氣體體積、氣體摩爾體積、物質的量濃度、物質的質量等相關知識。