Question

50 mL浓H₂SO₄溶液（足量）中加入3.2 g Cu，在加热条件下充分反应：

（1）将题干中反应后的溶液稀释到500 mL，取出50 mL，并向取出液中加入足量的BaCl₂溶液，得到沉淀19.81 g，则原浓硫酸的物质的量浓度为____。

（2）若题干中浓硫酸的物质的量浓度为a mol/L，投入足量的铜片加热，充分反应后，被还原的硫酸的物质的量n（H₂SO₄）___0.025a mol（填“等于”、“大于”或“小于”）。

（3）反应消耗的H₂SO₄的物质的量是____，生成SO₂的体积为（标准状况下）_____mL。

Answer

小于 18 0.1 1120

【解析】

Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O中，2mol H2SO4（浓）被消耗，发生还原反应的H2SO4为1mol，产生1molSO2；反应后的溶液中满足n（H2SO4）=[n（）＋n（SO2）] mol关系；随着反应的进行，浓硫酸逐渐变为稀硫酸，而稀硫酸与铜不反应，反应停止。

（1）根据反应方程式，硫酸一部分起酸性作用，一部分起氧化剂作用，因此根据硫元素守恒，n（H2SO4）=[n（）＋n（SO2）] mol=（ ＋）mol=0.9mol，因此c（H2SO4）==18mol·L－1；

（2）在Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O中，被还原的硫酸的物质的量是参加反应的硫酸的一半。硫酸不足，铜过量，因此根据硫酸进行计算，被还原硫酸的物质的量为50×10－3××amol=0.025amol，但铜只与浓硫酸反应，随着反应的进行，硫酸浓度降低，转化成稀硫酸，反应停止，即被还原的稀硫酸的物质的量小于0.025amol；

（3）发生的反应是Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O，因为硫酸是过量的，因此根据铜进行计算，n（Cu）==0.05mol，消耗硫酸的物质的量为n（H2SO4）=2n（Cu）=2×0.05mol=0.1mol，产生V（SO2）=0.05mol×22.4L/mol=1.12L，即1120mL。