Question

10．向100mLpH=0的硫酸和硝酸混合溶液中投入3.84g銅粉，微熱使反應充分完成后，生成NO氣體448mL（標準狀況）．則反應前的混合溶液中含硫酸的物質(zhì)的量濃度為（　　）

• A． 0.8mol•L^-1
• B． 0.4mol•L^-1
• C． 0.08mol•L^-1
• D． 0.04mol•L^-1

Answer 1

分析 pH=0的硫酸和硝酸混合溶液中c（H⁺）=1mol/L，n（H⁺）=0.1L×1mol/L=0.1mol，3.84g銅粉物質(zhì)的量為$\frac{3.84g}{64g/mol}$=0.06mol，NO的物質(zhì)的量為$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，根據(jù)3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+3H₂O可知，銅、H⁺過量，所以只可能是硝酸不足，可計算出硝酸的物質(zhì)的量，進而計算c（HNO₃），再根據(jù)c（H⁺）=2c（H₂SO₄）+c（HNO₃）計算硫酸的濃度．

解答 解：pH=0的硫酸和硝酸混合溶液中c（H⁺）=1mol/L，n（H⁺）=0.1L×1mol/L=0.1mol，3.84g銅粉物質(zhì)的量為$\frac{3.84g}{64g/mol}$=0.06mol，NO的物質(zhì)的量為$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02mol，根據(jù)3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+3H₂O可知，生成0.02molNO，需要銅0.03mol、H⁺為0.08mol，所以銅、H⁺過量，所以只可能是硝酸不足，硝酸完全反應，根據(jù)氮元素守恒可知，溶液中n（HNO₃）=n（NO）=0.02mol，c（HNO₃）=$\frac{0.02mol}{0.1L}$=0.2mol/L，原溶液中c（H⁺）=2c（H₂SO₄）+c（HNO₃），即1mol/L=2c（H₂SO₄）+0.2mol/L，解得c（H₂SO₄）=0.4mol/L，
故選：B．

點評 本題考查硝酸性質(zhì)、混合物的計算等，難度中等，學生習慣用硝酸跟銅反應的化學方程式進行計算，容易忽視了硫酸電離出的H⁺造成錯解，要重視離子方程式在化學計算中的應用．