某溶液中含有H+、SO42-、NO3-三种离子，其中H+、SO42-的物质的量浓度分别为7.0mol/L和2.0mol/L．取该溶液20mL，加入3.2gCu粉，加热使他们充分反应，收集到的气体在标况下体积是多少？

Question

某溶液中含有H⁺、SO₄^2-、NO₃^-三种离子，其中H⁺、SO₄^2-的物质的量浓度分别为7.0mol/L和2.0mol/L．取该溶液20mL，加入3.2g Cu粉，加热使他们充分反应，收集到的气体在标况下体积是多少？

Answer 1

其中H⁺、SO₄^2-的物质的量浓度分别为7.0mol/L和2.0mol/L．由电荷守恒可知，NO₃^-的浓度为7.0mol/L-2.0mol/L×2=3mol/L，取该溶液20mL，H⁺、NO₃^-两种离子的物质的量分别为0.02L×7mol/L=0.14mol、0.02L×3mol/L=0.06mol，n（Cu）=(3.2g)/(64g/mol)=0.05mol，
由3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O可知，若0.05molCu完全反应，消耗氢离子为0.05mol×(8)/(3)=0.133mol，消耗硝酸根离子为0.05mol×(2)/(3)=0.033mol，
若氢离子完全反应，则消耗Cu为0.14mol×(3)/(8)=0.0525mol，消耗硝酸根离子为0.14mol×(2)/(8)=0.035mol，
由上述计算可知，H⁺、NO₃^-均过量，Cu完全反应，设生成NO的物质的量为x，则
3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O
 3                  2
0.05mol             x
(3)/(2)=(0.05mol)/(x)，
解得x≈0.033mol，
所以收集到的气体在标况下体积是0.033mol×22.4L/mol=0.74L，
答：收集到的气体在标况下体积是0.74L．