Question

5．在100mL硝酸和硫酸的混合溶液中，c（HNO₃）=0.2mol/L，c（H₂SO₄）=0.4mol/L，向其中加入2.56g铜粉，微热，充分反应后溶液中c（Cu²⁺）为（反应前后溶液体积保持不变）（　　）

• A． 0.40mol/L
• B． 0.30mol/L
• C． 0.075mol/L
• D． 无法计算

Answer 1

分析 n（Cu）=$\frac{2.56g}{64g/mol}$=0.04mol，混合溶液中n（H⁺）=n（HNO₃）+2n（H₂SO₄）=0.2mol/L×0.1L+2×0.4mol/L×0.1L=0.1mol，n（NO₃^-）=n（HNO₃）=0.2mol/L×0.1L=0.02mol，Cu和混合酸的离子方程式为3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，根据离子方程式知，0.02mol硝酸根离子完全反应需要0.03molCu、0.08mol氢离子，所以Cu、氢离子都剩余，则Cu完全溶解，根据Cu原子守恒计算c（Cu²⁺）．

解答 解：n（Cu）=$\frac{2.56g}{64g/mol}$=0.04mol，混合溶液中n（H⁺）=n（HNO₃）+2n（H₂SO₄）=0.2mol/L×0.1L+2×0.4mol/L×0.1L=0.1mol，n（NO₃^-）=n（HNO₃）=0.2mol/L×0.1L=0.02mol，Cu和混合酸的离子方程式为3Cu+2NO₃^-+8H⁺=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，根据离子方程式知，0.02mol硝酸根离子完全反应需要0.03molCu、0.08mol氢离子，所以Cu、氢离子都剩余，则Cu完全溶解，根据Cu原子守恒得溶解的n（Cu²⁺）=n（Cu）=0.03mol，c（Cu²⁺）=$\frac{0.03mol}{0.1L}$=0.30mol/L，
故选B．

点评 本题考查氧化还原反应有关计算，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，注意：该反应计算铜离子浓度时要先进行过量计算，为易错题．