Question

常温下，在27.9g水中溶解12.1g Cu(NO₃)₂·3H₂O，恰好达到饱和，设该溶液密度为1.20g /cm³，求：

（1）该溶液中Cu（NO₃）₂的物质的量浓度。

（2）取出20.0 mL该溶液，配成浓度为1.00 mol/L的稀溶液，则稀释后溶液的体积是多少毫升？若要使稀释后溶液中的Cu²⁺全部转化为单质铜，需要加入铁粉多少克？

Answer

（1）1.50 mol /·L （2）30.0mL，1.68g

【解析】

（1）12.1g Cu（NO3）2•3H2O的物质的量为12.1g/242g•mol-1=0.05mol，则溶液中硝酸铜的物质的量为0.05mol，溶液的体积为(27.9g+12.1g)/1.2g•cm-3≈33.3mL，

故硝酸铜溶液的物质的量浓度为0.05mol/0.033L≈1.50mol/L，

答：硫酸铜溶液的物质的量浓度为1.50mol/L。

（2）根据稀释定律，稀释前后溶质的物质的量不变，则20.0mL该溶液，配成浓度为1.00mol/L的稀溶液，则稀释后溶液的体积为(20mL×1.50mol/L)÷1mol/L=30.0mL，

若加入金属铁，使稀释后溶液中的Cu2+全部转化为单质铜，即发生反应：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，取20mL该溶液中铜离子的物质的量为0.02L×1.50mol/L=0.03mol，消耗金属铁0.03mol，质量是：56g/mol×0.03mol=1.68g，

答：稀释后溶液的体积是30.0mL，若要使稀释后溶液中的Cu2+全部转化为单质铜，需要加入铁粉1.68g。