Question

16．將3.2gCu與足量的濃硫酸在加熱條件下充分反應．
（1）請寫出反應的方程式Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂+2H₂O；
（2）若把反應后的溶液稀釋至500mL，取出50mL，向其中加入足量的BaCl₂溶液，得到沉淀2.33g，則稀釋后所得溶液中SO${\;}_{4}^{2-}$的物質(zhì)的量濃度為0.2mol/L．
（3）若把反應后的溶液稀釋至500mL，加入鐵粉．最多能溶解5.6g鐵粉
（4）把產(chǎn)生的氣體緩緩通入100mL amol•L^-1的NaOH溶液中，若反應物均無剩余，則a的取值范圍是0.5≤a≤1．
（5）若濃硫酸中含溶質(zhì)b mol，投入足量的銅片并加熱，充分反應后，被還原的硫酸的物質(zhì)的量n（H₂SO₄）＜0.5b mol（填“＞”“＜”或“=”）

Answer 1

分析 （1）銅與濃硫酸在加熱條件下反應生成硫酸銅、二氧化硫氣體和水，據(jù)此寫出反應的化學方程式；
（2）2.33g沉淀為硫酸鋇，根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計算出硫酸鋇的物質(zhì)的量，再根據(jù)n=$\frac{n}{V}$計算出硫酸根離子的濃度；
（3）鐵與硫酸、硫酸銅的反應中物質(zhì)的量關系都是1：1，則硫酸根離子的物質(zhì)的量即為鐵的物質(zhì)的量，結合（2）計算出鐵的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計算出其質(zhì)量；
（4）根據(jù)銅的量計算出生成二氧化硫的物質(zhì)的量，再結合反應生成亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉分別計算出a的值，從而得出其取值范圍；
（5）銅與濃硫酸的反應中，濃硫酸變成稀硫酸，反應停止，所以參加反應的硫酸越大小于溶液中總的硫酸，據(jù)此進行分析．

解答 （1）Cu與足量的濃硫酸在加熱條件下充分反應的化學方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂+2H₂O，
故答案為：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂+2H₂O；
（2）2.33g硫酸鋇的物質(zhì)的量為：$\frac{2.33g}{233g/mol}$=0.01mol，則稀釋后溶液中硫酸根離子的物質(zhì)的量為0.01mol，其濃度為：$\frac{0.01mol}{0.05L}$=0.2mol/L，
故答案為：0.2 mol/L；    
（3）根據(jù)（2）可知，稀釋后溶液中硫酸根離子濃度為0.2mol/L，則硫酸根離子的總物質(zhì)的量為：0.2mol/L×0.5L=0.1mol，
反應后溶液中含有硫酸銅和剩余的硫酸，根據(jù)反應關系式Fe～H₂SO₄、Fe～CuSO₄可知，反應消耗鐵的物質(zhì)的量與硫酸根離子的物質(zhì)的量相等，即為0.1mol，則需要鐵的質(zhì)量為：56g/mol×0.1mol=5.6g，
故答案為：5.6；    
（4）3.2g銅的物質(zhì)的量為：$\frac{3.2g}{64g/mol}$=0.05mol，根據(jù)反應方程式可知，0.05mol銅完全反應生成0.05mol二氧化硫，
100mL amol•L^-1的NaOH溶液中含有氫氧化鈉的物質(zhì)的量為：amol/L×0.1L=0.1amol，
當氫氧化鈉與二氧化硫反應生成亞硫酸鈉時，消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量為：0.1amol=0.05mol×2，解得：a=1，
當二者反應生成亞硫酸氫鈉時，消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量為：0.1amol=0.05mol，解得：a=0.5，
所以a的范圍為：0.5≤a≤1，
故答案為：0.5≤a≤1；
（5）若濃硫酸中含溶質(zhì)bmol，投入足量的銅片并加熱，充分反應后，由于稀硫酸不與銅反應，則被還原的硫酸的物質(zhì)的量一定小于0.5b，
故答案為：＜．

點評 本題考查了范圍討論的計算、化學方程式的計算，題目難度中等，試題知識點較多、計算量較大，充分考查了學生的分析能力及化學計算能力，（4）需要明確反應產(chǎn)物，為易錯點．