Question

将Cu与CuO的混合物20.8g加入到50mL 18.4mol/L浓H₂SO₄中，加热充分反应至固体物质完全溶解，冷却后将混合液稀释至1000 mL，测得c(Cu²⁺)="0.3" mol/L。试计算：
（1）反应过程中放出的气体在标准状况下的体积（不考虑气体在溶液中的溶解）。
（2）溶液稀释后，c(H⁺)是多少？

Answer 1

（6分） （1）V（SO₂）＝ 4.48L      （3分）（2）c（H ⁺）＝0.84mol/L   （3分）

试题分析：（1）测得c(Cu²⁺)="0.3" mol/L
则溶液中硫酸铜的物质的量是0.3mol/L×1L＝0.3mol
其中铜离子的质量是0.3mol×64g/mol＝19.2g
则原固体混合物中氧元素的质量是20.8g－19.2g＝1.6g
物质的量是1.6g÷16g/mol＝0.1mol
所以氧化铜的物质的量是0.1mol
质量是8g
则铜的质量是20.8g－8g＝12.8g
物质的量是12.8g÷64g/mol＝0.2mol
所以根据反应的化学方程式可知
Cu＋2H₂SO₄（浓）CuSO₄＋2H₂O＋SO₂↑
生成的SO₂是0.2mol
标准状况下是0.2mol×22.4L/mol＝4.48L
（2）氧化铜和铜消耗的硫酸的物质的量分别是0.1mol和0.4mol
则剩余硫酸的物质的量是0.05L×18.4mol/L－0.5mol＝0.42mol
所以氢离子的物质的量是0.84mol
氢离子的浓度是0.84mol÷1L＝0.84mol/l
点评：该题是中等难度的试题，试题综合性强，贴近高考。试题注重基础，侧重能力的培养和训练。有利于培养学生的逻辑推理能力，提高学生分析问题、解决问题的能力。该题的关键是利用好守恒法在计算中的应用，常用的守恒法包括质量守恒定律、电子得失守恒、电荷守恒以及原子守恒。