Question

【題目】將Cu與CuO的混合物20.8g加到50mL 18.4molL﹣1濃H2SO4中，加熱充分反應至固體物質完全溶解，冷卻后將混合液稀釋至1000mL，測得c（Cu2+）=0.3molL﹣1。（以上過程中硫酸始終是濃硫酸，不考慮氣體在水中的溶解）試計算：

（1）反應過程中放出的氣體在標準狀況下的體積為________L。

（2）溶解稀釋后，氫離子的濃度為_________molL﹣1。

Answer 1

【答案】4.48L 0.84mol/L

【解析】

（1）分別設出Cu與CuO的物質的量，根據質量為20.8g和反應后c（Cu2+）=0.3mol/L列方程組解得Cu與CuO的物質的量，Cu與濃硫酸反應放出氣體，根據反應計算即可；

（2）用硫酸中氫離子的總量減去被Cu與CuO消耗掉的，即可求算出稀釋后c（H+）。

設混合物中Cu的物質的量為xmol，CuO的物質的量為ymol，根據混合物為20.8g可有：64x+80y=20.8…①，混合液稀釋至1000mL，溶液中c（Cu2+）=0.3mol/L，即溶液中銅離子的物質的量是0.3mol，則有：x+y=0.3…②，根據①②解得：x=0.2、y=0.1，則

（1）Cu與濃硫酸反應放出SO2氣體，根據反應Cu+2H2SO4（濃）CuSO4+SO2↑+2H2O可知生成二氧化硫是0.2mol，在標況下的體積為22.4L/mol×0.2mol=4.48L；

（2）已知n（H2SO4）總=0.05L×18.4mol/L=0.92mol，n（H2SO4）反應=2x+y=0.5mol，n（H2SO4）余=0.92mol-0.5mol=0.42mol，因此稀釋后溶液中氫離子的物質的量是0.42mol×2＝0.84mol，則c（H+）=0.84mol÷1L=0.84mol/L。