Question

已知铜和浓硫酸可以在加热条件下发生如下反应（反应方程式已配平）：Cu＋2H₂SO₄(浓) CuSO₄＋X↑＋2H₂O试通过计算和推理回答下面的问题：

（1）X物质可以导致酸雨的形成，X应该属于________（填字母代号）。

a.酸   b.碱   c.盐   d.酸性氧化物   e.碱性氧化物

（2）X物质可以使酸性KMnO₄溶液褪色，该过程中（填化学式，下同）______失去电子，氧化剂是______。

（3）足量的铜片与20mL18mol·L^－1的浓H₂SO₄充分反应，如果该反应过程中转移了0.2mol电子，生成的CuSO₄的物质的量为______mol，生成的X气体在标准状况下体积为______L（假设气体全部逸出）。

（4）将（3）反应后得到的溶液与过量Ba(OH)₂溶液混合，充分反应，反应后所得沉淀的质量为______g。

Answer

d 0.1 2.24 70.38

【解析】

足量的铜片与20mL18mol·L－1的浓H2SO4混合，发生反应Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O，虽然反应物与生成物中间用“==”，但由于稀硫酸与铜不反应，所以铜和硫酸都有剩余。在进行硫酸铜生成量的计算时，我们既不能利用铜，也不能利用硫酸进行计算。

(1)对于Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋X↑＋2H2O，利用质量守恒定律，可求出X的化学式为SO2，X应该属于酸性氧化物；

答案为：d；

(2)SO2可以使酸性KMnO4溶液褪色，则SO2作还原剂，该过程中SO2失去电子，氧化剂是KMnO4；

答案为：SO2；KMnO4；

(3)足量的铜片与20mL18mol·L－1的浓H2SO4充分反应，则存在下列关系式：Cu—2e-—H2SO4—CuSO4—SO2；该反应过程中转移了0.2mol电子，则n(CuSO4)=n(SO2)=n(e-)=0.1mol，V(SO2)=0.1mol×22.4L/mol=2.24L；

答案为：0.1；2.24；

(4)由上面计算可知，在铜与浓硫酸的反应中，n(Cu2+)=n(H2SO4)氧化性=0.1mol，从而得出溶液中n(SO42-)=0.020L×18mol/L-0.1mol=0.26mol；与过量Ba(OH)2溶液混合，发生如下反应：Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓，Ba2++ SO42－= BaSO4↓，从而得出n[Cu(OH)2]=0.1mol，n(BaSO4)= 0.26mol，m(沉淀)=m[Cu(OH)2]+m(BaSO4)= 0.1mol×98g/mol+0.26mol×233g/mol=70.38g；

答案为：70.38。