Question

將23.9g表面已銹蝕成銅綠[Cu₂（OH）₂CO₃]的銅片投入100mL一定濃度的硝酸中，充分反應后，硝酸被還原成NO₂和NO，反應后溶液中H⁺的物質的量為0.160mol．往反應后的溶液中加入過量的NaOH溶液，濾出沉淀，洗滌，干燥后得到29.4g藍色固體．
（1）銅片中單質銅的質量分數為

 

．
（2）銅片與硝酸充分反應后，溶液中NO₃^-的物質的量濃度（假設反應前后溶液的體積不變）為

 

．

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算

專題：計算題

分析：（1）Cu和銅綠和硝酸反應生成硝酸銅、氮氧化物，反應后溶液中氫離子有剩余，說明Cu和銅綠完全反應，然后向溶液中加入足量NaOH溶液，最后得到的沉淀是Cu（OH）₂ ，n[Cu（OH）₂]=

29.4g

98g/mol

=0.3mol，如果固體完全是Cu，其質量=64g/mol×0.3g=19.2g，則n[（OH）₂CO₃]=

23.9g-19.2g

94g/mol

=0.05mol，根據Cu原子守恒得n（Cu）=n[Cu（OH）₂]-2n[Cu₂（OH）₂CO₃]=0.3mol-2×0.05mol=0.2mol，則銅片中單質Cu的質量=0.2mol×64g/mol=12.8g，根據質量分數公式計算；
（2）完全反應后氫離子有剩余說明Cu和銅綠完全反應，溶液中的溶質為硝酸銅、硝酸，根據N原子、Cu原子守恒得n（NO₃^-）=2n[Cu（NO₃）₂]+n（HNO₃）=2n[Cu（OH）₂]+n（HNO₃），再根據c=

n

V

計算其物質的量濃度．

解答： 解：（1）Cu和銅綠和硝酸反應生成硝酸銅、氮氧化物，反應后溶液中氫離子有剩余，說明Cu和銅綠完全反應，然后向溶液中加入足量NaOH溶液，最后得到的沉淀是Cu（OH）₂ ，n[Cu（OH）₂]=

29.4g

98g/mol

=0.3mol，如果固體完全是Cu，其質量=64g/mol×0.3g=19.2g，則n[（OH）₂CO₃]=

23.9g-19.2g

94g/mol

=0.05mol，根據Cu原子守恒得n（Cu）=n[Cu（OH）₂]-2n[Cu₂（OH）₂CO₃]=0.3mol-2×0.05mol=0.2mol，則銅片中單質Cu的質量=0.2mol×64g/mol=12.8g，Cu的質量分數=

12.8g

23.9g

=53.6%，
故答案為：53.6%；　
（2）完全反應后氫離子有剩余說明Cu和銅綠完全反應，溶液中的溶質為硝酸銅、硝酸，根據N原子、Cu原子守恒得n（NO₃^-）=2n[Cu（NO₃）₂]+n（HNO₃）=2n[Cu（OH）₂]+n（H⁺）=2×0.3mol+0.160mol=0.76mol，C（NO₃^-）=

n

V

=

0.76mol

0.1L

=7.6 mol?L^-1，
故答案為：7.6 mol?L^-1．

點評：本題以硝酸和銅為載體考查化學方程式的計算，側重考查分析、計算能力，利用原子守恒解答能化繁為簡，很多同學往往考慮氮氧化物的物質的量而導致錯誤，題目難度中等．