Question

14．已知铜和浓硫酸可以在加热条件下发生如下反应（反应方程式已配平）：Cu+2H₂SO₄（浓）═CuSO₄+A↑+2H₂O
试通过计算和推理完成下面的问题：
（1）A物质可以导致酸雨的形成．则A应该属于d（用字母代号填写）
a．酸      b．碱      c．盐      d．酸性氧化物     e．碱性氧化物
A物质可以使酸性KMnO₄溶液褪色，已知MnO₄^-→Mn²⁺请写出此反应的离子方程式MnO₄^-+5SO₂+2H₂O═5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺，并计算吸收标准状况下4.48L的A物质需2mol/L的KMnO₄溶液40 mL
（2）一定量的铜片与100mL 18mol/L 的浓H₂SO₄充分反应，如果该反应过程中转移了 0.2mol电子，生成的CuSO₄的质量为16g，生成的A气体在标准状况下体积为2.24L （假设气体全部逸出）．
（3）将反应后所得到的溶液与足量Ba（OH）₂溶液充分反应．请写出此过程发生的反应的离子方程式：Ba²⁺+SO₄^2-+2OH^-+2H⁺=2H₂O+BaSO₄↓、Ba²⁺+SO₄^2-+2OH^-+Cu²⁺=Cu（OH）₂↓+BaSO₄↓．

Answer 1

分析 （1）由原子个数守恒定律可知反应Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+A↑+2H₂O中，A为SO₂；
二氧化硫具有还原性，能够被酸性的高锰酸钾氧化生成硫酸根离子，据此写出方程式，依据方程式计算消耗高锰酸钾体积；
（2）依据Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O可知转移2mol电子生成1mol硫酸铜，1mol二氧化硫气体；
（3）反应后剩余溶液为硫酸和硫酸铜溶液，加入氢氧化钡，硫酸与氢氧化钡反应生成硫酸钡和水，硫酸铜与氢氧化钡反应生成硫酸钡和氢氧化铜沉淀．

解答 解：（1）铜和浓硫酸可以在加热条件下发生如下反应（反应方程式已配平）：Cu+2H₂SO₄（浓）═CuSO₄+A↑+2H₂O，依据原子个数守恒可知A为二氧化硫，故选d；
二氧化硫具有还原性，能够被酸性的高锰酸钾氧化生成硫酸根离子，离子方程式：MnO₄^-+5SO₂+2H₂O═5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺，
4.48L标况下二氧化硫的物质的量为$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，依据方程式得：
MnO₄^-+5SO₂+2H₂O═5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺，
1      5
n      0.2mol
解得n=0.04mol，需要高锰酸钾体积V=$\frac{0.04mol}{2mol/L}$=0.02L，即20mL；
故答案为：d；MnO₄^-+5SO₂+2H₂O═5SO₄^2-+2Mn²⁺+4H⁺；20；
（2）依据Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O可知转移2mol电子生成1mol硫酸铜，1mol二氧化硫气体，所以如果该反应过程中转移了 0.2mol电子，生成的CuSO₄的物质的量为0.1mol，质量为0.1mol×160g/mol=16g；生成二氧化硫物质的量为0.1mol，标况下体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L；
故答案为：16；2.24；
（3）反应后剩余溶液为硫酸和硫酸铜溶液，加入氢氧化钡，硫酸与氢氧化钡反应生成硫酸钡和水，离子方程式：Ba²⁺+SO₄^2-+2OH^-+2H⁺=2H₂O+BaSO₄↓，硫酸铜与氢氧化钡反应生成硫酸钡和氢氧化铜沉淀，离子方程式：Ba²⁺+SO₄^2-+2OH^-+Cu²⁺=Cu（OH）₂↓+BaSO₄↓，
故答案为：Ba²⁺+SO₄^2-+2OH^-+2H⁺=2H₂O+BaSO₄↓、Ba²⁺+SO₄^2-+2OH^-+Cu²⁺=Cu（OH）₂↓+BaSO₄↓．

点评 本题考查了离子方程式的书写、有关方程式的计算，明确反应实质及浓硫酸、二氧化硫的性质是解题关键，题目难度中等．