Question

16．某學(xué)生欲配制3.6mol/L的H₂SO₄溶液80mL，探究硫酸的性質(zhì)．實(shí)驗(yàn)室有兩種不同濃度的硫酸可供選用：①25%的硫酸（ρ=1.18g/mL）；②98%的硫酸 （ρ=1.8g/mL）．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）配制該硫酸溶液應(yīng)選用容量瓶的規(guī)格為100mL．
（2）本配制實(shí)驗(yàn)需所選用硫酸的體積為20.0mL．
（3）取所配硫酸溶液，往其中加入BaCl₂溶液，觀察有白色沉淀出現(xiàn)．試回答：如何證明溶液中的硫酸根離子沉淀完全？靜置，往上層清液中繼續(xù)加入BaCl₂溶液，如無(wú)白色沉淀產(chǎn)生，則SO₄^2-已沉淀完全，反之，沒(méi)有沉淀完全．
（4）將所配稀硫酸逐滴加入到Fe（OH）₃膠體中至過(guò)量，觀察到的現(xiàn)象是先產(chǎn)生紅褐色沉淀，然后沉淀溶解，得棕黃色溶液，反應(yīng)的離子方程式為Fe（OH）₃+3H⁺═Fe³⁺+3H₂O．
（5）將標(biāo)號(hào)為②的濃硫酸與等體積水混合，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)大49%（填“大于”、“小于”、“等于”、“無(wú)法確定”）．
（6）經(jīng)探究知 Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，試用單線橋法標(biāo)出該反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目．實(shí)驗(yàn)測(cè)得，反應(yīng)中生成了標(biāo)準(zhǔn)狀況下的SO₂氣體44.8L，則耗氧化劑的物質(zhì)的量為2mol．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)配制溶液體積選擇合適規(guī)格容量瓶；
（2）依據(jù)C=$\frac{1000ρω}{M}$計(jì)算濃硫酸的物質(zhì)的量濃度，依據(jù)溶液稀釋過(guò)程中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變計(jì)算需要濃硫酸體積；
（3）依據(jù)硫酸根離子能夠與鋇離子反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀解答；
（4）依據(jù)膠體的聚沉的性質(zhì)及氫氧化鐵與硫酸酸堿中和反應(yīng)解答；
（5）根據(jù)密度和體積計(jì)算溶液的總質(zhì)量，根據(jù)硫酸的密度大于水的密度，判斷質(zhì)量分?jǐn)?shù)關(guān)系；
（6）銅失電子數(shù)=1（2-0）=2，硫酸得電子數(shù)=1（6-4）=2，該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)是2，用單線橋標(biāo)出該反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目；計(jì)算生成二氧化硫的物質(zhì)的量，依據(jù)方程式計(jì)算耗氧化劑的物質(zhì)的量．

解答 解：（1）配制3.6mol/L的H₂SO₄溶液80mL，應(yīng)選擇100mL容量瓶；
故答案為：100；
（2）選用98%的硫酸 （ρ=1.8g/mL），物質(zhì)的量濃度C=$\frac{1000×1.8×98%}{98}$=18mol/L，設(shè)需要濃硫酸體積為V，則依據(jù)溶液稀釋過(guò)程中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變得：18mol/L×V=3.6mol/L×100mL，解得V=20.0mL；
故答案為：20.0；
（3）證明溶液中的硫酸根離子沉淀完全，使用操作為：靜置，往上層清液中繼續(xù)加入BaCl₂溶液，如無(wú)白色沉淀產(chǎn)生，則SO₄^2-已沉淀完全，反之，沒(méi)有沉淀完全；
故答案為：靜置，往上層清液中繼續(xù)加入BaCl₂溶液，如無(wú)白色沉淀產(chǎn)生，則SO₄^2-已沉淀完全，反之，沒(méi)有沉淀完全；
（4）將所配稀硫酸逐滴加入到Fe（OH）₃膠體中至過(guò)量，硫酸為可溶性電解質(zhì)，所以能夠使氫氧化鐵膠體聚成生成紅褐色氫氧化鐵沉淀，然后氫氧化鐵與硫酸發(fā)生酸堿中和反應(yīng)生成硫酸鐵和水，離子方程式：Fe（OH）₃+3H⁺═Fe³⁺+3H₂O，所以看到現(xiàn)象為：先產(chǎn)生紅褐色沉淀，然后沉淀溶解，得棕黃色溶液；
故答案為：Fe（OH）₃+3H⁺═Fe³⁺+3H₂O；先產(chǎn)生紅褐色沉淀，然后沉淀溶解，得棕黃色溶液；
（5）等體積混合，設(shè)體積分別為Vml，98%的H₂SO₄溶液密度為ρ₁，水密度為ρ₂，則混合后溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w（H₂SO₄）=$\frac{V•{ρ}_{1}×98%}{V•ρ1+V•ρ2}$×100%=$\frac{ρ1×98%}{ρ1+ρ2}$×100%，因硫酸的密度大于水的密度，則ρ₁＞ρ₂，所以=$\frac{ρ1×98%}{ρ1+ρ2}$×100%＞49%；
故答案為：大于；
（6）銅失電子數(shù)=1（2-0）=2，硫酸得電子數(shù)=1（6-4）=2，該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)是2，用單線橋標(biāo)出該反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為：；
標(biāo)準(zhǔn)狀況下的SO₂氣體44.8L，物質(zhì)的量為$\frac{44.8L}{22.4L/mol}$=2mol；
依據(jù)方程式：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑，可知參加反應(yīng)的硫酸有2mol，而只有1mol硫酸中硫元素化合價(jià)降低，做氧化劑，則：
Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+2H₂O+SO₂↑，
 2                                                      1
  n                                                       2
參加反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)量為4mol，做氧化劑的為2mol；

故答案為：2．

點(diǎn)評(píng) 本題為綜合題考查了一定物質(zhì)的量濃度溶液配制，膠體的性質(zhì)，氧化還原反應(yīng)基本概念判斷，熟悉溶液配制原理及氧化還原反應(yīng)規(guī)律是解題關(guān)鍵，題目難度中等．