Question

2．将Cu与CuO的混合物20.8g加到50mL 18.4mol•L^-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⁺）=0.3mol•L^-1．试计算：
（1）反应过程中放出的气体在标准状况下的体积．
（2）溶解稀释后，氢离子的浓度．

Answer 1

分析 （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⁺）．

解答 解：设混合物中Cu的物质的量为x，CuO的物质的量为y，
根据混合物为20.8g可有：64x+80y=20.8…①
根据混合液稀释至1000mL，c（Cu²⁺）=0.3mol/L，可有：x+y=0.3…②
解①②得：x=0.2mol、y=0.1mol，
（1）Cu与浓硫酸反应放出SO₂气体，设生成气体的物质的量为amol，根据反应：
   Cu+2H₂SO₄ （浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O   
   1                                               1
  0.2mol                                    amol
可得：$\frac{1}{0.2}$=$\frac{1}{a}$，
解得：a=0.2mol．
标况下0.2mol二氧化硫的体积为：V=22.4L/mol×0.2mol=4.48L，
答：反应过程中放出的气体在标准状况下的体积为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            
故 c（H ⁺）=0.42mol×2÷1L=0.84mol/L              
答：溶解稀释后，氢离子的浓度为0.84mol/L．

点评 本题考查了物质的量浓度的相关计算，题目难度不大，掌握公式的使用是解题的关键，试题培养了学生的化学计算能力．