Question

14．有一硫酸和硝酸的混合溶液，取出20mL．加入足量BaCl₂溶液，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干后得沉淀9.32g；濾液與lmol/L的苛性鈉溶液140mL恰好完全中和．
試求：
（1）原混合溶液中硫酸的物質(zhì)的量的濃度．
（2）另取20mL原溶液，加入1.92g銅粉共熱，生成氣體一氧化氮的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．

Answer 1

分析 （1）酸與硝酸的混合溶液，取出20mL．加入足量BaCl₂溶液，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干后得9.32g沉淀為硫酸鋇，根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計(jì)算硫酸鋇的物質(zhì)的量，再根據(jù)硫酸根守恒n（H₂SO₄）=n（BaSO₄），根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計(jì)算硫酸、硝酸的物質(zhì)的量濃度；
（2）濾液中氫離子物質(zhì)的量不變，與1mol•L^-1NaOH溶液反應(yīng)，用去140mL堿液時(shí)恰好完全中和，酸與氫氧化鈉恰好反應(yīng)，H⁺與OH^-1：1反應(yīng)，則n（HNO₃）+2（H₂SO₄）=n（NaOH），據(jù)此計(jì)算出硝酸的物質(zhì)的量；，然后根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計(jì)算銅的物質(zhì)的量；發(fā)生反應(yīng)為3Cu+8H⁺+2NO₃^-═3Cu²⁺+4H₂O+2NO↑，根據(jù)反應(yīng)的離子方程式計(jì)算判斷反應(yīng)的過(guò)量問(wèn)題，根據(jù)不足量的物質(zhì)計(jì)算生成NO的體積．

解答 解：（1）硫酸與硝酸的混合溶液，取出20mL．加入足量BaCl₂溶液，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干后得9.32g沉淀為硫酸鋇，硫酸根守恒，則：n（H₂SO₄）=n（BaSO₄）=$\frac{9.32g}{233g/mol}$=0.04mol，則原溶液中硫酸濃度為：c（H₂SO₄）=$\frac{0.04mol}{0.02L}$=2mol/L，
答：原混合溶液中硫酸的物質(zhì)的量的濃度2mol/L；
（2）濾液中氫離子物質(zhì)的量不變，與1mol•L^-1NaOH溶液反應(yīng)，用去140mL堿液時(shí)恰好完全中和，酸與氫氧化鈉恰好反應(yīng)中H⁺與OH^-1：1反應(yīng)，則n（HNO₃）+2（H₂SO₄）=n（NaOH），即：n（HNO₃）+2×0.04mol=0.14L×1mol/L，解得：n（HNO₃）=0.06mol，
1.92g銅粉物質(zhì)的量為：n（Cu）=$\frac{1.92g}{64g/mol}$=0.03mol，
20mL原溶液中氫離子的物質(zhì)的量為：n（HNO₃）+2（H₂SO₄）=n（NaOH）=0.14L×1mol/L=0.14mol，
     3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
   3mol     8mol       2mol       44.8L          
0.03mol  0.14mol   0.06mol    V
0.03mol Cu完全反應(yīng)消耗H⁺的物質(zhì)的量為：n（H⁺）=0.03mol×$\frac{8}{3}$=0.08mol，消耗NO₃^-的物質(zhì)的量為：n（NO₃^-）=0.03mol×$\frac{2}{3}$=0.02mol，
根據(jù)計(jì)算可知原混合液中H⁺、NO₃^-都過(guò)量，生成NO的量需要按照Cu的物質(zhì)的量計(jì)算，
則生成NO在標(biāo)況下的體積為：V（NO）=$\frac{44.8L×0.03mol}{3mol}$=0.448L，
答：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下收集到氣體的體積為0.448L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物反應(yīng)的計(jì)算算，題目難度較大，明確發(fā)生的反應(yīng)原理為解答關(guān)鍵，（2）為易錯(cuò)點(diǎn)，注意硫酸和銅不反應(yīng)，可以提供氫離子，只要?dú)潆x子足量，硝酸根就有可能被完全還原，試題培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)計(jì)算能力．