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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?

题目详情
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3.2g 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?
▼优质解答
答案和解析
其中H+、SO42-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.
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