Question

有一瓶（約400ml）硫酸和硝酸的混合溶液，取出10.00ml該混合溶液，加入足量氯化鋇溶液，充分反應后過濾、洗滌、烘干，得4.66g沉淀．濾液跟2.00mol/L的NaOH溶液反應共用去40.00mlNaOH溶液時恰好使溶液呈中性，則混合酸中硫酸和硝酸的物質的量濃度分別是多少？另取100ml混合溶液加入足量銅粉，若反應只生成NO氣體，則NO氣體的體積是多少？（標準狀態下）

Answer 1

【答案】分析：4.66g沉淀是硫酸鋇的質量，根據n=計算硫酸鋇的物質的量，根據硫酸根守恒計算10mL混合酸液中n（H₂SO₄），再根據c=計算硫酸的物質的量濃度；
濾液中氫離子的物質的量等于硫酸和硝酸電離產生的氫離子，加入NaOH溶液，發生反應H⁺+OH^-=H₂O，根據n=cV計算消耗的氫氧化鈉的物質的量，進而計算10mL原混合酸液中n（H⁺），原10mL混合酸液中n（H⁺）=n（HNO₃）+2n（H₂SO₄），據此原10mL計算n（HNO₃），再根據c=計算硝酸的物質的量濃度；
加入足量的Cu，發生反應3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，硝酸全部起氧化劑作用，計算100mL混合酸液中n（NO₃^-）、（H⁺），過量計算，根據不足量的離子計算生成NO的物質的量，再根據V=nV_m計算NO的體積．
解答：解：4.66g沉淀是硫酸鋇的質量，硫酸鋇的物質的量為=0.02mol，根據硫酸根守恒可知，混合酸液中n（H₂SO₄）=n（BaSO₄）=0.02mol，混合酸液中硫酸的物質的量濃度為=2mol/L；
濾液中氫離子的物質的量等于硫酸和硝酸電離產生的氫離子，加入NaOH溶液，發生反應H⁺+OH^-=H₂O，消耗的氫氧化鈉的物質的量為0.04L×2mol/L=0.08mol，故10mL原混合酸液中n（H⁺）=n（NaOH）=0.08mol，原10mL混合酸液中n（H⁺）=n（HNO₃）+2n（H₂SO₄），故n（HNO₃）=0.08mol-2×0.02mol=0.04mol，故原混合酸液中硝酸的物質的量濃度為=4mol/L；
答：原混合酸液中H₂SO₄的物質的量濃度為2.00mol/L，HNO₃的物質的量濃度為4.00mol/L；
100mL混合酸液中n（NO₃^-）=0.04mol×=0.4mol，n（H⁺）=0.08mol×=0.8mol，加入足量的Cu，發生反應：3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，硝酸全部起氧化劑作用，由方程式可知，0.4molNO₃^-完全反應需要H⁺的物質的量為0.4mol×=1.6mol，大于0.8mol，故NO₃^-過量，根據氫離子計算生成NO，故n（NO）=0.8mol×=0.2mol，NO的體積為0.2mol×22.4L/mol=4.48L，
答：生成NO的體積為4.48L．
點評：本題考查混合物的有關計算，難度中等，清楚發生的反應是關鍵，注意根據離子方程式計算生成NO的物質的量．