Question

鹽酸、硫酸和硝酸是中學(xué)階段常見(jiàn)的“三大酸”．現(xiàn)就硫酸、硝酸與金屬銅反應(yīng)的情況，回答下列問(wèn)題：
（1）工業(yè)上制備硫酸銅是利用廢銅屑經(jīng)灼燒后，在加熱情況下跟稀硫酸反應(yīng)，有關(guān)的化學(xué)方程式是：

 

．不采用銅跟濃硫酸反應(yīng)來(lái)制取硫酸銅的原因是

 

．
（2）在一定體積的10mol?L^-1的濃硫酸中加入過(guò)量銅片，加熱使之反應(yīng)，被還原的硫酸為0.9mol．則濃硫酸的實(shí)際體積

 

（填“大于”、“等于”或“小于”）180mL．
（3）若使剩余的銅片繼續(xù)溶解，可在其中加入硝酸鹽溶液（如KNO₃溶液），則該反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（4）將8g Fe₂O₃投入到150mL某濃度的稀硫酸中，再投入7g鐵粉，充分反應(yīng)后，收集到1.68L H₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況），同時(shí)，F(xiàn)e和Fe₂O₃均無(wú)剩余，為了中和過(guò)量的硫酸，且使溶液中鐵元素完全沉淀，共消耗4mol?L^-1的NaOH溶液150mL．則原硫酸的物質(zhì)的量濃度為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：硝酸的化學(xué)性質(zhì),化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算,濃硫酸的性質(zhì)

專題：計(jì)算題,元素及其化合物

分析：（1）加熱條件下，Cu和氧氣反應(yīng)生成CuO，堿性氧化物和酸反應(yīng)生成鹽和水，銅和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫會(huì)污染空氣；
（2）濃硫酸和銅在加熱條件下反應(yīng)，而稀硫酸和銅不反應(yīng)；
（3）在酸性條件下，硝酸根離子和銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸銅和NO；
（4）該過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)為：Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O、Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂、Fe₂（SO₄）₃+Fe=3FeSO₄、FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄、2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O，最終溶液中的溶質(zhì)是Na₂SO₄，根據(jù)原子守恒計(jì)算硫酸的濃度．

解答： 解：（1）加熱條件下，Cu和氧氣反應(yīng)生成CuO，反應(yīng)方程式為：2Cu+O₂

△   .

2CuO，CuO和稀硫酸反應(yīng)方程式為CuO+H₂SO₄

△   .

CuSO₄+H₂O，濃硫酸和銅反應(yīng)方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂+2H₂O，生成等量的硫酸銅時(shí)需要硫酸較多且生成的二氧化硫污染環(huán)境，故答案為：2Cu+O₂

△   .

2CuO、CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O；生成等量的硫酸銅需硫酸較多，且生成的二氧化硫污染環(huán)境；
（2）在加熱條件下，濃硫酸和銅反應(yīng)生成二氧化硫，稀硫酸和銅不反應(yīng)，但濃硫酸濃度達(dá)到一定值后變?yōu)橄×蛩�，稀硫酸和銅不反應(yīng)，所以被還原的硫酸為0.9mol．則濃硫酸的實(shí)際體積大于180mL，故答案為：大于；
（3）在酸性條件下，硝酸根離子和銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸銅和NO，所以離子反應(yīng)方程式為：3Cu+2NO₃^-+8H⁺═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，故答案為：3Cu+2NO₃^-+8H⁺═3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（4）該過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)為：Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O、Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂、Fe₂（SO₄）₃+Fe=3FeSO₄、FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄、2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O，最終溶液中的溶質(zhì)是Na₂SO₄，原子守恒得

1

2

n（NaOH）=n（Na₂SO₄）=n（H₂SO₄），則c（H₂SO₄）=

n(NaOH)

2×0.15L

=

4mol/L×0.15L

2×0.15L

=2 mol?L^-1，故答案為：2mol/L．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了硝酸的性質(zhì)及物質(zhì)的量濃度計(jì)算，根據(jù)物質(zhì)之間的反應(yīng)來(lái)分析解答，易錯(cuò)點(diǎn)是（3），酸性條件下，硝酸根離子能Cu氧化為硝酸銅，加入硫酸后相當(dāng)于溶液中含有硝酸，（4）中明確最終溶液中的溶質(zhì)是解此題關(guān)鍵，再結(jié)合原子守恒解答即可，題目難度中等．