Question

將Cu與CuO的混合物20.8g加入到50mL 18.4mol/L濃H₂SO₄中，加熱充分反應至固體物質完全溶解，冷卻后將混合液稀釋至1000 mL，測得c(Cu²⁺)="0.3" mol/L。試計算：
（1）反應過程中放出的氣體在標準狀況下的體積（不考慮氣體在溶液中的溶解）。
（2）溶液稀釋后，c(H⁺)是多少？

Answer 1

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

試題分析：（1）測得c(Cu²⁺)="0.3" mol/L
則溶液中硫酸銅的物質的量是0.3mol/L×1L＝0.3mol
其中銅離子的質量是0.3mol×64g/mol＝19.2g
則原固體混合物中氧元素的質量是20.8g－19.2g＝1.6g
物質的量是1.6g÷16g/mol＝0.1mol
所以氧化銅的物質的量是0.1mol
質量是8g
則銅的質量是20.8g－8g＝12.8g
物質的量是12.8g÷64g/mol＝0.2mol
所以根據反應的化學方程式可知
Cu＋2H₂SO₄（濃）CuSO₄＋2H₂O＋SO₂↑
生成的SO₂是0.2mol
標準狀況下是0.2mol×22.4L/mol＝4.48L
（2）氧化銅和銅消耗的硫酸的物質的量分別是0.1mol和0.4mol
則剩余硫酸的物質的量是0.05L×18.4mol/L－0.5mol＝0.42mol
所以氫離子的物質的量是0.84mol
氫離子的濃度是0.84mol÷1L＝0.84mol/l
點評：該題是中等難度的試題，試題綜合性強，貼近高考。試題注重基礎，側重能力的培養和訓練。有利于培養學生的邏輯推理能力，提高學生分析問題、解決問題的能力。該題的關鍵是利用好守恒法在計算中的應用，常用的守恒法包括質量守恒定律、電子得失守恒、電荷守恒以及原子守恒。