Question

(08上海嘉定區(qū)期末)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)來制取CuSO₄?5H₂O晶體，混酸中硝酸的還原產(chǎn)物為NO，反應(yīng)過程中不產(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，其中銅屑的質(zhì)量分數(shù)為x，試回答下列問題：

    （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)量分數(shù)（寫出計算過程）。

Answer 1

答案：

   （1）1875x+1500-1500x=375x+1500（2分）

 Cu――CuSO₄?5H₂O               CuO--------- CuSO₄?5H₂O

64/480x      250/a              80/[480(1-x)]     250/b

  y=a+b=（250×480x）/64+250×480(1-x)/80=1875x+1500-1500x=375x+1500

   (2) 1∶3.3 

當(dāng)x=0.4  m(Cu) = 480×0.4=192g m(CuO)=480g-192g=288g

n(Cu) =192/64=3mol   n(CuO) = 288/80=3.6mol 

 n(Cu) +n(CuO)=3mol +3.6mol = 6.6mol

 由Cu守恒得： n(H₂SO₄)=n(CuSO₄?5H₂O)=6.6mol

設(shè)HNO₃為xmol ,由得失電子數(shù)相同得： 2×480×0.4/64=3x     x=2  

 n(HNO₃)：n(H₂SO₄)=2:6.6=1:3.30

  (3) m(CuSO₄?5H₂O)=6.6mol×250g/mol=1650g

   n(HNO₃) =2mol 則放出NO為2mol，質(zhì)量為2×30=60g

 根據(jù)質(zhì)量守恒：m(溶液)=1650+2×30-480=1230g

所以，H₂SO₄%=6.6×98/12300×100％=52.6%