Question

14．向100mL18mol•L^-1浓硫酸中加入20g铜粉，加热一段时间后，冷却，过滤，得剩余固体7.2g．
（1）标准状况下，产生气体的体积是多少？（假设产生的气体全部放出）
（2）将最终所得溶液稀释至1L，滴加2mol•L^-1的氢氧化钠溶液，若要使溶液中的Cu²⁺全部沉淀，需加入该氢氧化钠溶液的体积为1.6L．

Answer 1

分析 （1）反应消耗Cu的质量为：20g-7.2g=12.8g，根据反应Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O计算出生成二氧化硫气体的体积；
（2）铜离子全部沉淀时，反应后溶质为硫酸钠，根据S、Na元素守恒计算出需要氢氧化钠的物质的量，然后根据V=$\frac{n}{c}$计算出需要加入氢氧化钠溶液的体积．

解答 解：（1）反应消耗Cu的质量为：20g-7.2g=12.8g，则
Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
64g                                        22.4L
12.8g                                  V（SO₂） 
V（SO₂）=$\frac{22.4L×12.8g}{64g}$=4.48L，
答：标准状况下，产生气体的体积为4.48L；
（2）标况下4.48L二氧化硫的物质的量为：$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，100mL18mol•L^-1浓硫酸中含有硫酸的物质的量为：18g/mol×0.1L=1.8mol，反应后溶液中含有硫酸根离子的物质的量为：1.8mol-0.2mol=1.6mol，
使溶液中的Cu²⁺全部沉淀时，反应后溶质为Na₂SO₄，根据Na元素守恒可知消耗NaOH的物质的量为：n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）=1.6mol×2=3.2mol，
需加入该氢氧化钠溶液的体积为：$\frac{3.2mol}{2mol/L}$=1.6L，
故答案为：1.6．

点评 本题考查了化学方程式的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．