Question

将Cu与CuO的混合物75.2g加人到100mL 18.4mol/L的浓H₂SO₄中，加热，固体完全溶解．反应液冷却后稀释至500mL，测得c（H⁺）=1.2mol/L．试计算：
（1）上述反应剩余硫酸的物质的量．
（2）反应过程中放出的气体在标准状况下的体积（不考虑气体在溶液中的溶解）．
（3）向500mL溶液中逐滴加入4mol/L的NaOH溶液，当Cu²⁺刚好沉淀完全时，所加NaOH溶液的体积是多少？

Answer 1

分析：（1）溶液中氢离子来源于剩余的硫酸，则n（H₂SO₄）=

1

2

n（H⁺）；
（2）设混合物中含铜、氧化铜的物质的量分别为x、y，表示出二者反应消耗的硫酸及生成的二氧化硫，根据二者质量与消耗的硫酸列方程计算解答；
（3）Cu²⁺刚好沉淀完全，此时溶液中溶质为Na₂SO₄，根据钠离子守恒2n（NaOH）=n（Na₂SO₄），根据硫原子守恒可得n（Na₂SO₄）=n_原来（H₂SO₄）-n（SO₂），据此计算解答．

解答：解：（1）反应剩余硫酸的物质的量为：

1

2

×1.2 mol/L×0.5 L=0.3 mol，
答：应剩余硫酸的物质的量0.3mol；
（2）设混合物中含铜、氧化铜的物质的量分别为x、y，则：
Cu+2H₂SO₄（浓） 

△   .

CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
1    2                    1
x    2x                   x
CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O
1     1
y     y
所以，2x+y=18.4 mol/L×0.1 L-0.3 mol=1.54 mol
64g/mol?x+80g/mol?y=75.2g
解得：x=0.5 mol，y=0.54 mol
V（SO₂）=0.5 mol×22.4L/mol=11.2L，
答：生成气体的体积为11.2L；
（3）500 mL溶液中SO₄^2-的总量为1.84 mol-0.5 mol=1.34 mol，Cu²⁺刚好沉淀完全，此时溶液中溶质为Na₂SO₄，根据钠离子守恒2n（NaOH）=n（Na₂SO₄），所以沉淀Cu²⁺所需氢氧化钠的体积V=

2×1.34mol

4mol/L

=0.67 L，
答：所加NaOH溶液的体积是0.76L．

点评：本题考查混合物计算，难度中等，明确发生的反应是解题根据，注意根据方程式与守恒思想计算．