Question

【題目】50 mL濃H2SO4溶液（足量）中加入3.2 g Cu，在加熱條件下充分反應：

（1）將題干中反應后的溶液稀釋到500 mL，取出50 mL，并向取出液中加入足量的BaCl2溶液，得到沉淀19.81 g，則原濃硫酸的物質的量濃度為____。

（2）若題干中濃硫酸的物質的量濃度為a mol/L，投入足量的銅片加熱，充分反應后，被還原的硫酸的物質的量n（H2SO4）___0.025a mol（填“等于”、“大于”或“小于”）。

（3）反應消耗的H2SO4的物質的量是____，生成SO2的體積為（標準狀況下）_____mL。

Answer 1

【答案】小于 18 0.1 1120

【解析】

Cu＋2H2SO4（濃）CuSO4＋SO2↑＋2H2O中，2mol H2SO4（濃）被消耗，發生還原反應的H2SO4為1mol，產生1molSO2；反應后的溶液中滿足n（H2SO4）=[n（）＋n（SO2）] mol關系；隨著反應的進行，濃硫酸逐漸變為稀硫酸，而稀硫酸與銅不反應，反應停止。

（1）根據反應方程式，硫酸一部分起酸性作用，一部分起氧化劑作用，因此根據硫元素守恒，n（H2SO4）=[n（）＋n（SO2）] mol=（ ＋）mol=0.9mol，因此c（H2SO4）==18mol·L－1；

（2）在Cu＋2H2SO4（濃）CuSO4＋SO2↑＋2H2O中，被還原的硫酸的物質的量是參加反應的硫酸的一半。硫酸不足，銅過量，因此根據硫酸進行計算，被還原硫酸的物質的量為50×10－3××amol=0.025amol，但銅只與濃硫酸反應，隨著反應的進行，硫酸濃度降低，轉化成稀硫酸，反應停止，即被還原的稀硫酸的物質的量小于0.025amol；

（3）發生的反應是Cu＋2H2SO4（濃）CuSO4＋SO2↑＋2H2O，因為硫酸是過量的，因此根據銅進行計算，n（Cu）==0.05mol，消耗硫酸的物質的量為n（H2SO4）=2n（Cu）=2×0.05mol=0.1mol，產生V（SO2）=0.05mol×22.4L/mol=1.12L，即1120mL。