Question

11．将25.6g铜与含0.3molH₂SO₄的浓硫酸充分反应，（1）若在反应过程中被还原的H₂SO₄为0.1mol，则生成的气体标况下体积为多少？
（2）若以上反应产生的气体全部逸出后，将所得气体通入150mL1mol•L^-1NaOH溶液中，则反应结束后溶液中溶质及其质量分别为多少？

Answer 1

分析 n（Cu）=$\frac{25.6g}{64g/mol}$=0.4mol，浓硫酸和铜反应方程式为Cu+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
（1）根据被还原硫酸和二氧化硫之间的关系式计算；
（2）由方程式SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O分析得SO₂过量，过量的SO_2^还能继续反应，此方程式为Na₂SO₃+H₂O+SO₂=2NaHSO₃根据这两个方程式计算溶质Na₂SO₃，NaHSO₃，并注意应根据不足量的物理量作为标准进行计算．

解答 解：n（Cu）=解：n（Cu）=$\frac{25.6g}{64g/mol}$=0.4mol，浓硫酸和铜反应方程式为Cu+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
（1）∵由方程式知其中2H₂SO₄被还原的H₂SO₄为1分子
∴二氧化硫之间的关系式为H₂SO₄----SO₂，消耗0.1mol硫酸
∴n（SO₂）=0.1mol
V（SO₂）=n（SO₂）Vm=0.1mol×22.4L/mol=2.24L，
答：生成气体在标况下体积为2.24L；
（2）n（NaOH）=C（NaOH）V=1mol/L×0.15L=0.15mol
由方程式①知SO₂过量，所以应将不足的NaOH作为计算对象．
SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O①
 1         2           1
0.075   0.15     0.075
Na₂SO₃+H₂O+SO₂=2NaHSO₃②
 1                    1            2
 0.025         1-0.075      0.05
n（Na₂SO₃）=0.075mol-0.025mol=0.05mol
n（NaHSO₃）=0.05mol
答：则反应结束后溶液中溶质Na₂SO₃，NaHSO₃及其物质的质量分别为0.05mol，0.05mol．

点评 本题考查了根据方程式的计算，根据方程式中各个物理量的关系式进行计算，易错点是（2）中要进行过量计算，根据不足量的物理量为标准进行计算，题目难度中等．