Question

5．两份等质量的铜片，一份直接与足量的质量分数为98.0%的浓硫酸（密度为1.84g•cm^-3）反应，另一份先制成氧化铜，再与足量的稀硫酸反应．结果两种方法得到的硫酸铜质量相等，消耗两酸的体积也相等．求浓、稀硫酸的物质的量浓度．

Answer 1

分析 根据c=$\frac{1000ρw}{M}$，计算浓硫酸的物质的量浓度，先求消耗浓H₂SO₄的体积：Cu+2H₂SO₄（浓）═CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，1.00mol Cu消耗H₂SO4的物质的量为2.00mol，其质量为：m（H₂SO₄）=98g•mol^-1×2.00mol=196g，所以1.00mol Cu消耗浓H₂SO₄的体积为：$\frac{196g}{1.84g•c{m}^{-3}×98%}$=108.7mL；而与稀硫酸反应，
发生2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；CuO+H₂SO₄（稀）═CuSO₄+H₂O，可知Cu与H₂SO₄（稀）的关系式为：
Cu～H₂SO₄，相当于1.00mol Cu消耗1.00mol H₂SO₄（稀），由于所耗浓、稀H₂SO₄的体积相等，所以稀H₂SO₄的浓度为：
c（稀Η₂SO₄）=$\frac{1.00mol}{0.108\;7L}$=9.20mol•L^-1，由此解答．

解答 解：c（浓硫酸）=$\frac{1000ρw}{M}$=$\frac{1000×1.84×98%}{98}$=18.4mol•L^-1，消耗浓H₂SO₄的体积：Cu+2H₂SO₄（浓）═CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，1.00mol Cu消耗H₂SO4的物质的量为2.00mol，其质量为：m（H₂SO₄）=98g•mol^-1×2.00mol=196g，所以1.00mol Cu消耗浓H₂SO₄的体积为：$\frac{196g}{1.84g•c{m}^{-3}×98%}$=108.7mL；而与稀硫酸反应，
发生2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；CuO+H₂SO₄（稀）═CuSO₄+H₂O，可知Cu与H₂SO₄（稀）的关系式为：Cu～H₂SO₄，相当于1.00mol Cu消耗1.00mol H₂SO₄（稀），由于消耗两酸的体积也相等，所以稀H₂SO₄的浓度为：c（稀Η₂SO₄）=$\frac{1.00mol}{0.108\;7L}$=9.20mol•L^-1，
答：浓、稀硫酸的物质的量浓度分别为：c（浓H₂SO₄）=18.4mol•L^-1，c（稀H₂SO₄）=9.20mol•L^-1．

点评 本题考查了物质的量浓度的计算，题目难度中等，明确物质的量浓度与溶质质量分数的关系为解答关键，试题培养了学生的化学计算能力．