题目内容
【题目】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________(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,此反应中________(填写化学式,下同)失去电子,氧化剂是__________。
(2)一定量的铜片与100mL 18 mol/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_____g,生成的A气体在标准状况下体积为_____L(假设气体全部逸出),剩余的H2SO4的浓度为____________mol/L(忽略溶液体积的变化)。
【答案】 d SO2 KMnO4 16 2.24 16
【解析】(1)根据原子守恒判断A物质是SO2;
(2)根据反应的化学方程式结合电子守恒、原子守恒计算。
(1)浓硫酸具有强氧化性,与铜反应生成硫酸铜、SO2和水,即A是SO2,SO2属于酸性氧化物,答案选d;二氧化硫具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,该反应中酸性高锰酸钾溶液作氧化剂,二氧化硫作还原剂,还原剂失电子、氧化剂得电子,所以该反应中SO2失电子,氧化剂是KMnO4;
(2)铜元素化合价从0价升高到+2价,失去2个电子,根据转移电子守恒得溶解的n(Cu)=0.2mol÷2=0.1mol,根据Cu原子守恒得n(CuSO4)=n(Cu)=0.1mol,硫酸铜质量=nM=0.1mol×160g/mol=16g。根据方程式可知二氧化硫的物质的量是0.1mol,在标准状况下的体积=0.1mol×22.4L/mol=2.24L;反应前硫酸的物质的量是1.8mol,生成二氧化硫是0.1mol,硫酸铜是0.1mol,所以根据硫原子守恒可知剩余硫酸的物质的量是1.8mol-0.1mol-0.1mol=1.6mol,浓度是1.6mol÷0.1L=16mol/L。
