Question

（10分）盐酸、硫酸和硝酸是中学阶段常见的“三大酸”。现就硫酸、硝酸与金属铜反应的情况，回答下列问题：

（1）工业上制备硫酸铜是利用废铜屑经灼烧后，在加热情况下跟稀硫酸反应，有关的化学方程式是：                                  。

不采用铜跟浓硫酸反应来制取硫酸铜的原是                          。

（2）在一定体积的10 mol·L^－1的浓硫酸中加入过量铜片，加热使之反应，被还原的硫酸为0．9 mol。则浓硫酸的实际体积          (填“大于”、“等于”或“小于”)180 mL。

（3）若使剩余的铜片继续溶解，可在其中加入硝酸盐溶液(如KNO₃溶液)，则该反应的离子方程式为                                          。

（4）将8 g Fe₂O₃投入到150 mL某浓度的稀硫酸中，再投入7 g铁粉，充分反应后，收集到1．68 L H₂(标准状况)，同时，Fe和Fe₂O₃均无剩余，为了中和过量的硫酸，且使溶液中铁元素完全沉淀，共消耗4 mol·L^－1的NaOH溶液150 mL。则原硫酸的物质的量浓度为        。

Answer

（1）2Cu+O22CuO , CuO+H2SO4CuSO4+H2O或2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O 、生成等量的硫酸铜需硫酸较多，且生成的二氧化硫污染环境 （每个原因1分） （2）大于 （3）3Cu＋2NO3-＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O （4）2 mol·L－1 （不写单位扣1分）

【解析】

试题分析：（1）废铜屑经灼烧后生成氧化铜，氧化铜再跟稀硫酸反应，化学方程式是：2Cu+O22CuO , CuO+H2SO4CuSO4+H2O或，2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O ，用浓硫酸与铜反应制取CuSO4时生成等量的硫酸铜需硫酸较多，且生成的二氧化硫污染环境。（2）随着反应的进行，硫酸的浓度会变小，变成稀硫酸后不再和铜反应，故硫酸的用量比计算的量要大。（3）在酸性环境中NO3-有强氧化性，会和铜反应，离子方程式为：3Cu＋2NO3-＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。（4）加入NaOH溶液使溶液中铁元素完全沉淀，溶液中的溶质为Na2SO4溶液， n(Na+)=n(NaOH)=4 mol·L－1×0．15L=0．6mol，则n(H2SO4)=n(Na2SO4)= n(Na+)/2=0．3mol，则硫酸的浓度为：0．3mol/0．15L=2 mol·L－1

考点：硫酸铜制取的方案选择、质量守恒的应用。