Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組利用硝酸和廢銅屑(含Cu和CuO)作為原料制備硝酸銅,設(shè)計(jì)的流程如下：

（1）某次實(shí)驗(yàn)使用了廢銅屑共24g，用一定濃度的硝酸100mL完全溶解這些廢銅屑時(shí)，共收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下B氣體6.72L(其中NO2和NO的體積比為2∶1)。請(qǐng)通過(guò)計(jì)算回答下列問(wèn)題:

①廢銅屑中銅和氧化銅的物質(zhì)的量之比_____________。

②若測(cè)得溶液A中H+的濃度為1mol·L-1，則原硝酸的物質(zhì)的量濃度為________________。(假設(shè)反應(yīng)前后溶液的體積不變)

（2）上述制備方案中產(chǎn)生的氣體B，既造成原料的浪費(fèi),也污染了環(huán)境。請(qǐng)你設(shè)計(jì)方案解決上述問(wèn)題___________________________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 5∶2 11mol·L-1 將生成的氣體B和空氣混合，再用水吸收重新利用(或?qū)�銅屑在空氣中充分加熱氧化，再用硝酸溶解)

【解析】（1）①?gòu)U銅屑中銅和氧化銅的物質(zhì)的量分別是xmol、ymol，則64x+80y＝24；混合氣體的物質(zhì)的量是6.72L÷22.4L/mol＝0.3mol，其中NO2和NO的體積比為2∶1，則NO2和NO的物質(zhì)的量分別是0.2mol、0.1mol，根據(jù)電子得失守恒可知2x＝0.2×1+0.1×3，解得x＝0.25，所以y＝0.1，因此廢銅屑中銅和氧化銅的物質(zhì)的量之比5∶2。②若測(cè)得溶液A中H+的濃度為1mol·L-1，即剩余硝酸的物質(zhì)的量是0.1mol，生成硝酸銅是0.35mol，所以根據(jù)氮原子守恒可知原硝酸的物質(zhì)的量濃度為（0.1+0.35×2+0.3）mol÷0.1L＝11mol·L-1；（2）要防止原料的浪費(fèi)，避免污染環(huán)境可以將生成的氣體B和空氣混合，再用水吸收重新利用或?qū)�銅屑在空氣中充分加熱氧化，再用硝酸溶解。