Question

【題目】已知銅和濃硫酸可以在加熱條件下發生如下反應（反應方程式已配平）：Cu＋2H2SO4(濃) CuSO4＋X↑＋2H2O試通過計算和推理回答下面的問題：

（1）X物質可以導致酸雨的形成，X應該屬于________（填字母代號）。

a.酸 b.堿 c.鹽 d.酸性氧化物 e.堿性氧化物

（2）X物質可以使酸性KMnO4溶液褪色，該過程中（填化學式，下同）______失去電子，氧化劑是______。

（3）足量的銅片與20mL18mol·L－1的濃H2SO4充分反應，如果該反應過程中轉移了0.2mol電子，生成的CuSO4的物質的量為______mol，生成的X氣體在標準狀況下體積為______L（假設氣體全部逸出）。

（4）將（3）反應后得到的溶液與過量Ba(OH)2溶液混合，充分反應，反應后所得沉淀的質量為______g。

Answer 1

【答案】d 0.1 2.24 70.38

【解析】

足量的銅片與20mL18mol·L－1的濃H2SO4混合，發生反應Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O，雖然反應物與生成物中間用“==”，但由于稀硫酸與銅不反應，所以銅和硫酸都有剩余。在進行硫酸銅生成量的計算時，我們既不能利用銅，也不能利用硫酸進行計算。

(1)對于Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋X↑＋2H2O，利用質量守恒定律，可求出X的化學式為SO2，X應該屬于酸性氧化物；

答案為：d；

(2)SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色，則SO2作還原劑，該過程中SO2失去電子，氧化劑是KMnO4；

答案為：SO2；KMnO4；

(3)足量的銅片與20mL18mol·L－1的濃H2SO4充分反應，則存在下列關系式：Cu—2e-—H2SO4—CuSO4—SO2；該反應過程中轉移了0.2mol電子，則n(CuSO4)=n(SO2)=n(e-)=0.1mol，V(SO2)=0.1mol×22.4L/mol=2.24L；

答案為：0.1；2.24；

(4)由上面計算可知，在銅與濃硫酸的反應中，n(Cu2+)=n(H2SO4)氧化性=0.1mol，從而得出溶液中n(SO42-)=0.020L×18mol/L-0.1mol=0.26mol；與過量Ba(OH)2溶液混合，發生如下反應：Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓，Ba2++ SO42－= BaSO4↓，從而得出n[Cu(OH)2]=0.1mol，n(BaSO4)= 0.26mol，m(沉淀)=m[Cu(OH)2]+m(BaSO4)= 0.1mol×98g/mol+0.26mol×233g/mol=70.38g；

答案為：70.38。