Question

5．3.2gCu与50mL浓H₂SO₄（足量）在加热条件下充分反应．
（1）被还原的H₂SO₄的物质的量为0.05mol
（2）若50mL浓H₂SO₄中含溶质为a mol，投入足量的铜片加热，充分反应后，被还原的硫酸的物质的量n（H₂SO₄）＜（填“＞”“＜”或“=”）0.5a mol．
（3）将反应后的溶液稀释至500mL，取出50mL，并向取出液中加入足量的BaCl₂溶液，得到沉淀20.27g，求原浓H₂SO₄的物质的量浓度．

Answer 1

分析 （1）根据n=$\frac{m}{M}$计算出铜的物质的量，再结合反应方程式计算出被还原的硫酸的物质的量；
（2）由反应方程式可知：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂+2H₂O，反应中有一半的硫酸被还原，随着反应的进行浓硫酸变成稀硫酸，而稀硫酸与铜不反应；
（3）20.27g沉淀为硫酸钡，根据n=$\frac{m}{M}$计算出硫酸钡的物质的量，再根据n=$\frac{n}{V}$计算出原浓H₂SO₄的物质的量浓度．

解答 解：（1）Cu与足量的浓硫酸在加热条件下充分反应的化学方程式为：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂+2H₂O，3.2g铜的物质的量为：$\frac{3.2g}{64g/mol}$=0.05mol，反应生成二氧化硫为0.05mol，而浓硫酸被还原生成二氧化硫，则被还原的硫酸的物质的量为0.05mol，
故答案为：0.05mol；
（2）由反应方程式可知：Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂+2H₂O，反应中有一半的硫酸被还原，所以若50mL浓H₂SO₄中含溶质为a mol，随着反应的进行浓硫酸变成稀硫酸，而稀硫酸与铜不反应，所以参加反应的硫酸没有a mol，则被还原的硫酸的物质的量n（H₂SO₄）小于0.5a mol，故答案为：＜；
（3）20.27g硫酸钡的物质的量为：$\frac{20.27g}{233g/mol}$≈0.087mol，则稀释后溶液中硫酸根离子的物质的量为0.087mol，硫酸的物质的量为：0.087mol×$\frac{500ml}{50ml}$+0.05mol=0.92mol，浓H₂SO₄的物质的量浓度：$\frac{0.92mol}{0.05L}$=18.4mol/L，答原浓H₂SO₄的物质的量浓度为18.4mol/L．

点评 本题考查氧化还反应，计算量较大，充分考查学生的分析、理解能力及化学计算能力，注意掌握讨论法在化学计算中的应用方法．