Question

5．3.2gCu與50mL濃H₂SO₄（足量）在加熱條件下充分反應．
（1）被還原的H₂SO₄的物質(zhì)的量為0.05mol
（2）若50mL濃H₂SO₄中含溶質(zhì)為a mol，投入足量的銅片加熱，充分反應后，被還原的硫酸的物質(zhì)的量n（H₂SO₄）＜（填“＞”“＜”或“=”）0.5a mol．
（3）將反應后的溶液稀釋至500mL，取出50mL，并向取出液中加入足量的BaCl₂溶液，得到沉淀20.27g，求原濃H₂SO₄的物質(zhì)的量濃度．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計算出銅的物質(zhì)的量，再結(jié)合反應方程式計算出被還原的硫酸的物質(zhì)的量；
（2）由反應方程式可知：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂+2H₂O，反應中有一半的硫酸被還原，隨著反應的進行濃硫酸變成稀硫酸，而稀硫酸與銅不反應；
（3）20.27g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=$\frac{n}{V}$計算出原濃H₂SO₄的物質(zhì)的量濃度．

解答 解：（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，3.2g銅的物質(zhì)的量為：$\frac{3.2g}{64g/mol}$=0.05mol，反應生成二氧化硫為0.05mol，而濃硫酸被還原生成二氧化硫，則被還原的硫酸的物質(zhì)的量為0.05mol，
故答案為：0.05mol；
（2）由反應方程式可知：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂+2H₂O，反應中有一半的硫酸被還原，所以若50mL濃H₂SO₄中含溶質(zhì)為a mol，隨著反應的進行濃硫酸變成稀硫酸，而稀硫酸與銅不反應，所以參加反應的硫酸沒有a mol，則被還原的硫酸的物質(zhì)的量n（H₂SO₄）小于0.5a mol，故答案為：＜；
（3）20.27g硫酸鋇的物質(zhì)的量為：$\frac{20.27g}{233g/mol}$≈0.087mol，則稀釋后溶液中硫酸根離子的物質(zhì)的量為0.087mol，硫酸的物質(zhì)的量為：0.087mol×$\frac{500ml}{50ml}$+0.05mol=0.92mol，濃H₂SO₄的物質(zhì)的量濃度：$\frac{0.92mol}{0.05L}$=18.4mol/L，答原濃H₂SO₄的物質(zhì)的量濃度為18.4mol/L．

點評 本題考查氧化還反應，計算量較大，充分考查學生的分析、理解能力及化學計算能力，注意掌握討論法在化學計算中的應用方法．