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(lái)制取CuSO4·5H2O晶體,混酸中硝酸的還原產(chǎn)物為NO,反應(yīng)過(guò)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480 g,其中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x,試回答下列。
(1)所得硫酸銅晶體的質(zhì)量y為: g(用x表示);
(2)若x =0.4,混酸中HNO3與H2SO4的物質(zhì)的量之比為: ;
(3)若x=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)。
(1)375x + 1500 (2)1∶3.3
(3)n(Cu)=
n(CuO)=
m(H2SO4)=(3mol+3.6mol)×98g/mol=646.8g
m(NO)=2/3 n(Cu)×30g/mol=60g
ω(H2SO4)=
(結(jié)果在52%-53%不扣分,其余不給分)
【解析】考查根據(jù)方程式進(jìn)行的有關(guān)計(jì)算。
(1)根據(jù)銅原子守恒可知,生成硫酸銅晶體的質(zhì)量是=375x + 1500。
(2)X=0.4,則銅和氧化銅的物質(zhì)的量分別是n(Cu)=
n(CuO)=
根據(jù)原子守恒可知,硫酸的物質(zhì)的量是3mol+3.6mol=6.6mol
根據(jù)電子得失守恒可知,硝酸的物質(zhì)的量是
所以混酸中HNO3與H2SO4的物質(zhì)的量之比為1∶3.3
(3)見(jiàn)答案。
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