Question

15．将3.2g铜加入足量20mL浓硫酸中加热，使之充分反应．
（1）写出并配平该反应的化学方程式．
（2）求最多可以收集到标准状况下的气体体积？
（3）若将反应后的混合溶液加水稀释到100mL时，测得H⁺的物质的量浓度5.2mol•L^-1．求原浓硫酸的物质的量浓度？

Answer 1

分析 （1）反应方程式为：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）根据n=$\frac{m}{M}$计算3.2gCu的物质的量，再根据方程式计算二氧化硫的物质的量，根据V=nV_m计算二氧化硫的体积；
（3）根据方程式计算消耗硫酸物质的量，根据稀释后溶液中氢离子浓度计算剩余硫酸物质的量，进而计算原浓硫酸的物质的量浓度．

解答 解：（1）反应方程式为：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
答：反应方程式为：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）3.2gCu的物质的量=$\frac{3.2g}{64g/mol}$=0.05mol，
由方程式Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O可知，n（SO₂）=n（Cu）=0.05mol，故生成SO₂的体积=0.05mol×22.4L/mol=1.12L，
答：反应中最多可以收集到标准状况下的气体为1.12L；
（3）由方程式Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，可知反应消耗的H₂SO₄的物质的量=2n（Cu）=2×0.05mol=0.1mol，剩余的硫酸物质的量=$\frac{1}{2}$n（H⁺）=$\frac{1}{2}$×5.2mol/L×0.1L=0.26mol，原浓硫酸的物质的量为0.26mol+0.1mol=0.36mol，则原浓硫酸的物质的量浓度为$\frac{0.36mol}{0.02L}$=18mol/L，
答：原浓硫酸的物质的量浓度是18mol/L．

点评 本题考查化学方程式的有关计算，题目难度不大，明确发生的反应即可解答，注意Cu与稀硫酸不反应．