Question

48g CuS和Cu₂S的混合物投入足量HNO₃中，得到藍(lán)色澄清溶液，并收集到NO和N₂O的混合氣體10.08L（折算到標(biāo)準(zhǔn)狀況），向反應(yīng)后的溶液中加入足量氫氧化鋇溶液，產(chǎn)生沉淀，過(guò)濾，洗滌，灼燒，得到固體的質(zhì)量范圍為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算,化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：混合氣體總物質(zhì)的量=

10.08L

22.4L/mol

=0.45mol，只是NO時(shí)轉(zhuǎn)移電子最小，只生成N₂O時(shí)轉(zhuǎn)移電子最大，令Cu₂S的質(zhì)量為mg，則CuS的質(zhì)量為（48-m）g，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒則：0.45×（5-2）＜

m

160

×（2+8）+

48-m

96

×8＜0.45×2×（5-1），整理解得：19.2＜m＜127.2，結(jié)合混合物總質(zhì)量可知19.2＜m＜48；
最終灼燒后得到的固體為CuO、BaSO₄，64gCu元素會(huì)增重16g，而32gS元素會(huì)增重（233g-32g）=102g，故S元素的質(zhì)量越大，最終得到固體質(zhì)量最大，即48g全部為Cu₂S時(shí)得到沉淀質(zhì)量最小，Cu₂S為19.2g時(shí)沉淀質(zhì)量最大，再根據(jù)原子守恒計(jì)算CuO、BaSO₄的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算固體質(zhì)量，確定固體質(zhì)量范圍．

解答： 解：混合氣體總物質(zhì)的量=

10.08L

22.4L/mol

=0.45mol，只是NO時(shí)轉(zhuǎn)移電子最小，只生成N₂O時(shí)轉(zhuǎn)移電子最大，令Cu₂S的質(zhì)量為mg，則CuS的質(zhì)量為（48-m）g，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒則：0.45×（5-2）＜

m

160

×（2+8）+

48-m

96

×8＜0.45×2×（5-1），整理解得：19.2＜m＜127.2，結(jié)合混合物總質(zhì)量可知19.2＜m＜48；
最終灼燒后得到的固體為CuO、BaSO₄，64gCu元素會(huì)增重16g，而32gS元素會(huì)增重（233g-32g）=102g，故S元素的質(zhì)量越大，最終得到固體質(zhì)量最大，
即48g全部為Cu₂S時(shí)得到沉淀質(zhì)量最小，Cu₂S的物質(zhì)的量=

48g

160g/mol

=0.3mol，根據(jù)原子守恒n（CuO）=2n（Cu₂S）=0.6mol、n（BaSO₄）=（Cu₂S）=0.3mol，故所得固體質(zhì)量最小值為：0.6mol×80g/mol+0.3mol×233g/mol=117.9g，
Cu₂S為19.2g時(shí)沉淀質(zhì)量最大，則Cu₂S的物質(zhì)的量=

19.2g

160g/mol

=0.12mol，CuS的物質(zhì)的量=

48g-19.2g

96g/mol

=0.3mol，根據(jù)原子守恒n（CuO）=2n（Cu₂S）+n（CuS）=0.12mol×2+0.3mol=0.54mol、n（BaSO₄）=（Cu₂S）+n（CuS）=0.12mol+0.3mol=0.42mol，故所得固體質(zhì)量最大值為：0.54mol×80g/mol+0.42mol×233g/mol=141.06g，
故得到固體的質(zhì)量范圍為：117.9g＜m（固體）＜141.6g，
故答案為：117.9g＜m（固體）＜141.6g．

點(diǎn)評(píng)：本題考查混合物計(jì)算，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，利用極限法確定Cu₂S或CuS的質(zhì)量范圍是解題關(guān)鍵，注意守恒思想與極限法的利用，難度較大．