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一定条件下硫化铜与稀硝酸发生反应,所得还原产物为NO,氧化产物为SO 4 2— 。现将0.03 mol CuS加入到25 mL 4.2 mol/LHNO 3 中,充分反应之后,忽略溶液体积变化,下列说

一定条件下硫化铜与稀硝酸发生反应,所得还原产物为NO,氧化产物为SO 4 2— 。现将0.03 mol CuS加入到25 mL 4.2 mol/LHNO 3 中,充分反应之后,忽略溶液体积变化,下列说法正确的是 A. 反应后溶液中仍有硝酸剩余 B. 被还原的硝酸为0.08 mol C. 反应后溶液的pH=1 D. 硫化铜未全部参加反应 E. l.用钢笔或圆珠笔(除题目有特殊规定外)直接答在试卷上。

硫化铜(CuS)与稀硝酸反应时,硫元素从-2价被氧化为+6价(SO₄²⁻),氮元素从+5价被还原为+2价(NO),离子方程式为 3CuS + 8H⁺ + 8NO₃⁻ = 3Cu²⁺ + 3SO₄²⁻ + 8NO↑ + 4H₂O 。根据题目数据:n(CuS)=0.03 mol,n(HNO₃)=0.025 L×4.2 mol/L=0.105 mol。

关键计算与分析

电子守恒与被还原硝酸的量
1 mol CuS完全反应失去 8 mol 电子(S:-2→+6),0.03 mol CuS共失去 0.24 mol 电子。硝酸被还原为NO时,1 mol HNO₃得到 3 mol 电子(N:+5→+2),因此被还原的硝酸为 0.24 mol ÷ 3 = 0.08 mol

硝酸的消耗量与剩余情况
由离子方程式可知,3 mol CuS消耗8 mol HNO₃(其中8 mol NO₃⁻全部参与氧化还原)。0.03 mol CuS需消耗 0.08 mol HNO₃,而实际硝酸总量为0.105 mol,故 剩余硝酸:0.105 mol - 0.08 mol = 0.025 mol,反应后溶液中仍有硝酸剩余 。

反应后溶液的pH
剩余硝酸的物质的量为0.025 mol,溶液体积为0.025 L,因此 c(H⁺)=0.025 mol ÷ 0.025 L=1 mol/L,pH=0,而非选项C中的pH=1 。

CuS的反应程度
由于硝酸过量(0.105 mol > 0.08 mol),CuS会 全部反应,不存在剩余 。

选项判断

A. 被还原的硝酸为0.08 mol:正确(计算结果为0.08 mol)。

B. 反应后溶液中仍有硝酸剩余:正确(剩余0.025 mol)。

C. 反应后溶液的pH=1:错误(实际pH=0)。

D. 硫化铜未全部参加反应:错误(硝酸过量,CuS完全反应)。

结论:正确选项为 A、B。反应中硝酸既体现氧化性(被还原为NO),又因过量而有剩余,而溶液酸性较强(pH=0)反映了未反应硝酸的存在。这一过程展示了氧化还原反应中电子守恒与物质的量计算的核心应用。

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