Question

现有一包铝粉和铜粉的混合物，用100mL 某浓度的稀硝酸溶解，生成的气体全部是NO, 待粉末完全溶解后，逐滴加入3mol•L^-1 的氨水，产生沉淀的物质的量与加入氨水的体积关系如图。

(1)写出图中滴加氨水10~100mL 的过程中铜元素参与反应的离子方程式_________。

(2)所用硝酸的物质的量浓度为______mol• L^-1；写出简要计算过程______。

Answer

Cu2+＋2NH3·H2O＝Cu(OH)2↓＋2，Cu(OH)2＋4＝＋2OH-＋4H2O 2.7 过程：根据沉淀所用氨水0.18mol，得显酸性的硝酸根为 0.03mol； 根据稀硝酸和金属反应的关系，求得硝酸的物质的量为 0.03+×0.18mol＝0.27mol。

【解析】

铝粉和铜粉的混合物，用100mL 某浓度的稀硝酸完全溶解，得到含有铝离子和铜离子的溶液，如图所示加入氨水，开始没有沉淀，说明硝酸过量，消耗10mL氨水中和过量硝酸，继续加入氨水，开始生产氢氧化铝和氢氧化铜沉淀，当消耗氨水70mL时，沉淀完全，铝离子和铜离子全部转化为氢氧化铝和氢氧化铜沉淀，由于氢氧化铝不与氨水反应，氢氧化铜可溶于氨水，继续加入氨水，部分沉淀开始溶解，当消耗氨水100mL时，氢氧化铜完全溶解，剩余氢氧化铝沉淀，再继续加入氨水，沉淀量不变，据此分析计算解答。

(1)根据分析，图中滴加氨水10~100mL 的过程为铝离子和铜离子全部转化为氢氧化铝和氢氧化铜沉淀，氢氧化铜完全溶解的过程，其中铜元素参与反应的离子方程式为Cu2+＋2NH3·H2O＝Cu(OH)2↓＋2，Cu(OH)2＋4＝＋2OH-＋4H2O；

(2)根据反应：H++ NH3·H2O=+ H2O，过量的硝酸的物质的量=0.01L×3mol/L=0.03mol，完全根据3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，Cu2+＋2NH3·H2O＝Cu(OH)2↓＋2，8HNO3~3Cu2+~6NH3·H2O，根据Al+4HNO3=Al(NO3)3+NO↑+2H2O， Al3+＋3NH3·H2O＝Al(OH)3↓＋3，8HNO3~2Al3+~6NH3·H2O，则根据上述分析，消耗硝酸与完全沉淀消耗的氨水的物质的量的关系为4HNO3~3NH3·H2O，根据图像沉淀铝离子和铜离子消耗氨水的总物质的量=0.06L×3 mol/L=0.18mol，则反应中消耗的硝酸的物质的量为0.03mol+×0.18mol=0.27mol，则100mL该硝酸的浓度==2.7mol/L。