Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)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(yīng)來制取CuSO45H2O晶體，混酸中硝酸的還原產(chǎn)物為NO，反應(yīng)過程中不產(chǎn)生SO2，反應(yīng)后的溶液中不含Cu（NO3）2，反應(yīng)中固體完全溶解，兩種酸均恰好完全反應(yīng)。設(shè)固體混合物的總質(zhì)量為480g，其中銅屑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.400，480g固體混合物與一定量混酸微熱后，充分反應(yīng)，冷卻恰好只得到CuSO45H2O，試求（1）混酸中HNO3 與H2SO4的物質(zhì)的量之比為：___________；（2）原混酸中H2SO4 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)__________。

Answer 1

【答案】 10 ：33 52.6%

【解析】固體混合物的總質(zhì)量為480g，其中銅屑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.400，所以n(Cu)= 480×0.4/64=3mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒：3n（HNO3）=2n（Cu），所以n（HNO3）=2×3/3=2 mol；n（CuO）=480×（1-0.4）/80=3.6 mol，根據(jù)Cu元素守恒可以知道n（CuSO45H2O）=n（Cu）+n（CuO）=3mol+3.6mol=6.6mol，故n（H2SO4）=n（CuSO45H2O）=6.6mol，故m（H2SO4）=6.6mol×98g/mol=646.8g， m（混酸）=m（CuSO45H2O）+m（NO）-m（Cu+CuO）=6.6mol×250g/mol+2mol×30g/mol-480g=1230g，故原混酸中硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=646.8/1230×100%=52.6%；根據(jù)以上分析可知，n（H2SO4）=6.6 mol，n（HNO3）=2 mol，所以混酸中HNO3 與H2SO4的物質(zhì)的量之比為2:6.6=1:3.3=10:33。

（1）綜上，混酸中HNO3 與H2SO4的物質(zhì)的量之比為：10:33；正確答案：10:33。

（2）綜上，原混酸中H2SO4 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)52.6%；正確答案：52.6%。