Question

有一硫酸和硝酸的混合溶液，取出其中的10mL，加入足量 BaCl₂溶液，將生成的沉淀濾出洗凈，烘干稱得其質量為9.32g；另取此溶液10mL與4.00mol?L^-1的NaOH溶液25mL恰好完全中和．求：
①混合液中硫酸的物質的量濃度是多少？
②混合液中硝酸的物質的量濃度又是多少？
③若將9.6g銅片投入到10mL的混合溶液中，則標況下能生成氣體多少升？

Answer 1

分析：①發生H₂SO₄+BaCl₂=2HCl+BaSO₄↓，根據硫酸鋇的質量可計算硫酸的物質的量，進而可計算硫酸的濃度；
②強酸和氫氧化鈉反應的離子方程式為H⁺+OH^-=H₂O，根據NaOH的物質的量和硫酸的物質的量可計算硝酸的物質的量，進而計算硝酸的濃度；
③發生3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+4H₂O+2NO↑，判斷反應的過量問題，根據反應的離子方程式計算．

解答：解：①混酸中只有硫酸和氯化鋇反應生成沉淀，反應式為 H₂SO₄+BaCl₂=2HCl+BaSO₄↓
1mol              233g
cV                9.32g
所以有c=

9032g×1mol

233g×0.01L

=4.0mol/L，
答：混合液中硫酸的物質的量濃度是4.0mol/L．
②強酸和氫氧化鈉反應的離子方程式為H⁺+OH^-=H₂O．
恰好反應，說明氫離子的物質的量和OH^-的物質的量相等，
所以有4.0mol/L×0.01L×2+c（HNO₃）×0.01L=4.0mol/L×0.025L，
解得c（HNO₃）=2.0mol/L，
答：混合液中硝酸的物質的量濃度是2.0mol/L．
③9.6g銅是

9.6g

64g/mol

=0.15mol，10mL的混合溶液中硫酸是0.04mol，硝酸是0.02mol，所以氫離子的物質的量是0.1mol．硝酸和銅反應的離子方程式為
     3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+4H₂O+2NO↑
 3mol   8mol  2mol          2mol
0.15mol 0.1mol       0.02mol
所以銅和氫離子是過量的，NO₃^-是不足的，即NO₃^-被完全還原生成NO，所以NO的物質的量是0.02mol，其標準狀況下的體積是0.02mol×22.4L/mol=0.448L．
答：標況下能生成氣體0.448L．

點評：本題考查根據化學方程式進行的有關計算，這種類型的計算，關鍵是弄清楚發生的反應，并正確寫出有關的化學反應方程式，然后根據條件列式進行計算即可．如果反應物的量都是已知的還要判斷過量，注意硫酸和銅不反應，但可以提供氫離子，所以只要氫離子足量，硝酸就有可能被完全還原，所以在判斷過量時要用離子方程式進行判斷．