Question

【题目】将Cu与CuO的混合物20.8g加到50mL 18.4molL﹣1浓H2SO4中，加热充分反应至固体物质完全溶解，冷却后将混合液稀释至1000mL，测得c（Cu2+）=0.3molL﹣1。（以上过程中硫酸始终是浓硫酸，不考虑气体在水中的溶解）试计算：

（1）反应过程中放出的气体在标准状况下的体积为________L。

（2）溶解稀释后，氢离子的浓度为_________molL﹣1。

Answer 1

【答案】4.48L 0.84mol/L

【解析】

（1）分别设出Cu与CuO的物质的量，根据质量为20.8g和反应后c（Cu2+）=0.3mol/L列方程组解得Cu与CuO的物质的量，Cu与浓硫酸反应放出气体，根据反应计算即可；

（2）用硫酸中氢离子的总量减去被Cu与CuO消耗掉的，即可求算出稀释后c（H+）。

设混合物中Cu的物质的量为xmol，CuO的物质的量为ymol，根据混合物为20.8g可有：64x+80y=20.8…①，混合液稀释至1000mL，溶液中c（Cu2+）=0.3mol/L，即溶液中铜离子的物质的量是0.3mol，则有：x+y=0.3…②，根据①②解得：x=0.2、y=0.1，则

（1）Cu与浓硫酸反应放出SO2气体，根据反应Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O可知生成二氧化硫是0.2mol，在标况下的体积为22.4L/mol×0.2mol=4.48L；

（2）已知n（H2SO4）总=0.05L×18.4mol/L=0.92mol，n（H2SO4）反应=2x+y=0.5mol，n（H2SO4）余=0.92mol-0.5mol=0.42mol，因此稀释后溶液中氢离子的物质的量是0.42mol×2＝0.84mol，则c（H+）=0.84mol÷1L=0.84mol/L。