Question

某同学在学习硝酸与硫酸时，对两种酸与铜的反应情况进行研究，试完成下列各题。

（1）在甲、乙两个烧杯中，分别装入40mL浓度均为2mol·L^－1的稀硫酸和稀硝酸，并向其中各加入 4g束状铜丝，观察现象，试完成下列实验报告：

（2）充分反应后，将甲、乙烧杯混合，再使之充分反应，最终所得溶液溶质为____      ，剩余固体总质量为            g

（3）若甲中硫酸溶液体积V（V>40mL）可变，其余数据不变，则：

①当甲、乙烧杯混合充分反应后，溶液中只有一种溶质时，V=____     mL，若要将溶液中的Cu²⁺沉淀完全，应加NaOH使溶液的pH至少为____      。已知K_sP[Cu（OH）₂]=2.2×l0^－20,1g =0.7）

②能否通过硫酸溶液体积的改变，使铜丝在甲、乙烧杯混合充分反应后完全溶解? 试写出推理过程________                                       。

Answer

26．（1）甲：稀硫酸只能表现酸的氧化性，而铜排在金属活动顺序表氢之后，不能将氢置换出来

（1分）。   乙：铜丝逐渐溶解，铜丝表面有气泡产生，溶液颜色变蓝（1分）；

（2）CuSO4，Cu(NO3)2 （2分）；2.24（2分）（3）①60（2分）  6.7（2分）②否（1分）。（3分）

【解析】

试题分析：（1）甲：由于稀硫酸只能表现酸的氧化性，而铜排在金属活动顺序表氢之后，所以不能将氢置换出来。乙：由于硝酸是氧化性酸，能氧化金属铜，因此实验现象是铜丝逐渐溶解，铜丝表面有气泡产生，溶液颜色变蓝。

（2）硝酸和硫酸的物质的量是0.04L×2mol/L＝0.08mol，其中NO3－的物质的量是0.08mol，氢离子的物质的量是0.24mol，根据方程式3Cu+8H++2NO3－=3Cu2++2NO↑+4H2O可知氢离子不足，NO3－过量，所以能溶解铜的质量＝×0.24mol×64g/mol＝5.76g＜8g，所以铜过量，剩余铜的质量＝8g－5.76g＝2.24g，1其中溶液中最终所得溶液溶质为CuSO4、Cu(NO3)2。

（3）①若溶液中溶质只有一种，则该溶质应该是硫酸铜。根据离子方程式3Cu＋8H+＋2NO3－=3Cu2+＋2NO↑＋4H2O可知，需要氢离子的物质的量是0.08mol×4＝0.032mol，其中硫酸提供的氢离子是0.032mol－0.08mol＝0.24mol，所以硫酸的物质的量＝0.24mol÷2＝0.12mol，则硫酸溶液的体积＝0.12mol÷2mol/L＝0.06L＝60ml。当溶液中铜离子浓度小于或等于10－5mol/L时可以看作铜离子完全沉淀，则根据溶度积常数可知，此时溶液中c(OH－)＝＝×10－8mol/L，则c(H+)＝，因此pH＝6＋1g＝6.7。

②乙烧杯的中的NO3－共40mL×10-3L/mL×2mol/L＝0.08mol，据离子方程式3Cu＋8H+＋2NO3－=3Cu2+＋2NO↑＋4H2O，最多可氧化的Cu的质量为0.08mol××64g/mol＝7.68g，小于两烧杯中铜丝的总质量，故无法让铜溶解完。

考点：考查铜、硝酸、硫酸的性质；铜与硝酸反应的计算；溶度积常数的应用等