Question

16．將3.2gCu與足量的濃硫酸在加熱條件下充分反應(yīng)．
（1）請(qǐng)寫(xiě)出反應(yīng)的方程式Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂+2H₂O；
（2）若把反應(yīng)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(yīng)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?fù)ㄈ?00mL amol•L^-1的NaOH溶液中，若反應(yīng)物均無(wú)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(yīng)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(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫氣體和水，據(jù)此寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）2.33g沉淀為硫酸鋇，根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計(jì)算出硫酸鋇的物質(zhì)的量，再根據(jù)n=$\frac{n}{V}$計(jì)算出硫酸根離子的濃度；
（3）鐵與硫酸、硫酸銅的反應(yīng)中物質(zhì)的量關(guān)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(jié)合（2）計(jì)算出鐵的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計(jì)算出其質(zhì)量；
（4）根據(jù)銅的量計(jì)算出生成二氧化硫的物質(zhì)的量，再結(jié)合反應(yīng)生成亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉分別計(jì)算出a的值，從而得出其取值范圍；
（5）銅與濃硫酸的反應(yīng)中，濃硫酸變成稀硫酸，反應(yīng)停止，所以參加反應(yīng)的硫酸越大小于溶液中總的硫酸，據(jù)此進(jìn)行分析．

解答 （1）Cu與足量的濃硫酸在加熱條件下充分反應(yīng)的化學(xué)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(yīng)后溶液中含有硫酸銅和剩余的硫酸，根據(jù)反應(yīng)關(guān)系式Fe～H₂SO₄、Fe～CuSO₄可知，反應(yīng)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(yīng)方程式可知，0.05mol銅完全反應(yīng)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(dāng)氫氧化鈉與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈉時(shí)，消耗氫氧化鈉的物質(zhì)的量為：0.1amol=0.05mol×2，解得：a=1，
當(dāng)二者反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉時(shí)，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(yīng)后，由于稀硫酸不與銅反應(yīng)，則被還原的硫酸的物質(zhì)的量一定小于0.5b，
故答案為：＜．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了范圍討論的計(jì)算、化學(xué)方程式的計(jì)算，題目難度中等，試題知識(shí)點(diǎn)較多、計(jì)算量較大，充分考查了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計(jì)算能力，（4）需要明確反應(yīng)產(chǎn)物，為易錯(cuò)點(diǎn)．