Question

2．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CuSO₄•5H₂O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0.4，480g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CuSO₄•5H₂O，試求原混酸中H₂SO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計算過程）

Answer 1

分析 計算480克混合物中銅屑與氧化銅質(zhì)量，再根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計算n（Cu）、n（CuO），根據(jù)Cu元素守恒可知n（CuSO₄?5H₂O）=n（Cu）+n（CuO），再根據(jù)m=nM計算所得硫酸銅晶體的質(zhì)量，由硫酸根守恒可知n（H₂SO₄）=n（CuSO₄?5H₂O），據(jù)此計算混酸中n（H₂SO₄），據(jù)m=nM計算所得硫酸的質(zhì)量，m（混酸）=m（CuSO₄?5H₂O）+m（NO）-m（Cu+CuO），據(jù)此計算解答．

解答 解：x=0.4，則n（Cu）=7.5×0.4=3mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒3n（HNO₃）=2n（Cu），故n（HNO₃）=$\frac{3mol×2}{3}$=2mol．n（CuO）=6×（1-0.4）mol=3.6，根據(jù)Cu元素守恒可知n（CuSO₄?5H₂O）=n（Cu）+n（CuO）=3mol+3.6mol=6.6mol，故n（H₂SO₄）=n（CuSO₄?5H₂O）=6.6mol，故m（H₂SO₄）=6.6mol×98g/mol=646.8g，
m（混酸）=m（CuSO₄?5H₂O）+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)=$\frac{646.8g}{1230g}$×100%=52.6%，
答：原混酸中硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為52.6%．

點評 本題考查混合計算等，難度中等，清楚硝酸全部起氧化劑作用是關(guān)鍵，注意守恒思想的運用．