Question

2．將Cu與CuO的混合物20.8g加到50mL 18.4mol•L^-1濃H₂SO₄中，加熱充分反應至固體物質(zhì)完全溶解，冷卻后將混合液稀釋至1000mL，測得c（Cu²⁺）=0.3mol•L^-1．試計算：
（1）反應過程中放出的氣體在標準狀況下的體積．
（2）溶解稀釋后，氫離子的濃度．

Answer 1

分析 （1）分別設(shè)出Cu與CuO的物質(zhì)的量，根據(jù)質(zhì)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(zhì)的量，Cu與濃硫酸反應放出氣體，根據(jù)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⁺）．

解答 解：設(shè)混合物中Cu的物質(zhì)的量為x，CuO的物質(zhì)的量為y，
根據(jù)混合物為20.8g可有：64x+80y=20.8…①
根據(jù)混合液稀釋至1000mL，c（Cu²⁺）=0.3mol/L，可有：x+y=0.3…②
解①②得：x=0.2mol、y=0.1mol，
（1）Cu與濃硫酸反應放出SO₂氣體，設(shè)生成氣體的物質(zhì)的量為amol，根據(jù)反應：
   Cu+2H₂SO₄ （濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O   
   1                                               1
  0.2mol                                    amol
可得：$\frac{1}{0.2}$=$\frac{1}{a}$，
解得：a=0.2mol．
標況下0.2mol二氧化硫的體積為：V=22.4L/mol×0.2mol=4.48L，
答：反應過程中放出的氣體在標準狀況下的體積為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            
故 c（H ⁺）=0.42mol×2÷1L=0.84mol/L              
答：溶解稀釋后，氫離子的濃度為0.84mol/L．

點評 本題考查了物質(zhì)的量濃度的相關(guān)計算，題目難度不大，掌握公式的使用是解題的關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學生的化學計算能力．