Question

某同学在学习硝酸与硫酸时，对两种酸与铜的反应情况进行研究，试完成下列各题．（1）在甲、乙两个烧杯中

某同学在学习硝酸与硫酸时，对两种酸与铜的反应情况进行研究，试完成下列各题．（1）在甲、乙两个烧杯中，分别装入40mL浓度均为2mol?L-1的稀硫酸和稀硝酸，并向其中各加入4g束状铜丝，观察现象，试完成下列实验报告：实验示意图实验现象解释甲：无明显现象______乙：______稀硝酸是氧化性的酸，能与铜发生反应：3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O（2）充分反应后，将甲、乙烧杯混合，再使之充分反应，最终所得溶液溶质为______．（3）若甲中硫酸溶液体积V（V＞40mL）可变，其余数据不变，当甲、乙烧杯混合充分反应后，溶液中只有一种溶质时，V=______ mL，若要将溶液中的Cu2+沉淀完全，应加NaOH使溶液的pH至少为______．（已知：Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20，lg22=0.7）





Answer 1

（1）因为铜为不活泼金属，不能与稀硫酸反应，但稀硝酸具有强氧化性，所以铜在常温下可以与稀硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮和水，故答案为：

实验示意图	实验现象	解释
甲：		稀硫酸只能表现酸的氧化性，而铜排在金属活动顺序表氢之后，不能将氢置换出来
乙：	铜丝逐渐溶解，铜丝表面有气泡产生，溶液颜色变蓝

（2）将甲、乙烧杯混合，再使之充分反应，根据铜与硝酸反应的本质，即3Cu+8H⁺+2NO₃^-（稀）=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，则溶液中的铜（

4

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mol×2）、氢离子（0.04×2×2+0.04×2=0.24mol）、硝酸根（0.04×2=0.08mol）混合反应，最后就铜和硝酸根过剩，再加上溶液中没有反应的硫酸根，所以最终所得溶液溶质为即CuSO₄和Cu（NO₃）₂，故答案为CuSO₄，Cu（NO₃）₂；
（3）根据（2）的分析，当甲、乙烧杯混合充分反应后，溶液中只有一种溶质时即说明硝酸和硫酸中的氢离子都完全反应，只有硫酸铜，则硝酸根完全反应，根据3Cu+8H⁺+2NO₃^-（稀）=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O及硝酸根（0.04×2=0.08mol），所以需要氢离子0.32mol，所以甲中硫酸溶液体积V=

0.32?0.08

2

×

1

2

×10³=60ml，故答案为：60；
（4）若要将溶液中的Cu²⁺沉淀完全，则溶液中剩余的铜离子最多为1×10^-5mol/L，又由，K_sp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20，所以氢氧根浓度最少为

Ksp[Cu(OH) 2] C(Cu 2+)

=

22

×10^-8mol/L，则氢离子浓度为：

Kw

22 ×10?8mol/L

=

1

22

×10^-6，所以溶液的pH至少为6+lg

22

=6.7，故答案为：6.7．