Question

9．鹽酸、硫酸和硝酸是中學階段常見的三種強酸．請就三者與金屬銅的反應情況，回答下列問題：
（1）①在100mL 18mol•L^-1的濃硫酸中加入過量的銅片，加熱使之充分反應，產(chǎn)生的氣體在標準狀況下的體積可能是B．
A．40.32L    B． 6.72L    C．20.16L    D．30.24L
②若使上述反應①中剩余的銅片繼續(xù)溶解，可向其中加入硝酸鈉，寫出反應的離子方程式3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
（2）若將過量銅粉與一定量濃硝酸反應，當反應完全停止時，共收集到的氣體1.12L（標準狀況），則該氣體的成分是NO₂、NO，反應中所消耗的硝酸的物質(zhì)的量可能為C．
A． 0.25mol        B． 0.2mol        C．0.15mol       D．0.1mol
（3）某同學向浸泡銅片的稀鹽酸中加入H₂O₂后，銅片溶解成藍色溶液，該反應的化學方程式為Cu+H₂O₂+2HCl=CuCl₂+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）①Cu與濃硫酸發(fā)生反應：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+H₂O，隨反應進行濃硫酸變稀，而Cu與稀硫酸不反應，故反應生成的二氧化硫的體積小于濃硫酸完全反應時二氧化硫的體積；
②加入硝酸鈉提供硝酸根離子，酸性條件下硝酸根具有氧化性，與Cu反應生成NO、銅離子與水；
（2）過量銅粉與一定量濃硝酸反應，反應開始是生成NO₂，發(fā)生反應：Cu+4HNO₃=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，隨著反應的進行，硝酸濃度降低，稀硝酸與銅反應生成NO，發(fā)生反應：3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，結合極限法計算；
（3）浸泡銅片的稀鹽酸中加入H₂O₂后，銅片溶解成藍色溶液，說明反應生成CuCl₂，配平書寫方程式．

解答 解：（1）①Cu與濃硫酸發(fā)生反應：Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+H₂O，硫酸的物質(zhì)的量為0.1L×18mol/L=1.8mol，假設硫酸完全反應，則生成二氧化硫為1.8mol×$\frac{1}{2}$=0.9mol，V（SO₂）=0.9mol×22.4L/mol=20.16L，隨反應進行濃硫酸變稀，而Cu與稀硫酸不反應，則生成二氧化硫的體積小于20.16L，
故選：B；
②若使上述反應①中剩余的銅片繼續(xù)溶解，可向其中加入硝酸鈉，溶液中形成稀硝酸可以繼續(xù)溶解銅，反應的離子方程式為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O；
（2）過量銅粉與一定量濃硝酸反應，反應開始是生成NO₂，發(fā)生反應：Cu+4HNO₃=Cu（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，隨著反應的進行，硝酸濃度降低，稀硝酸與銅反應生成NO，發(fā)生反應：3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，故生成氣體為NO₂、NO混合氣體，
氣體的物質(zhì)的量為$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，當生成氣體全部為NO₂時，消耗的硝酸的物質(zhì)的量為0.05mol×2=0.10mol，當生成氣體全部為NO時，消耗的硝酸的物質(zhì)的量為0.05mol×4=0.20mol，所以消耗的硝酸的物質(zhì)的量介于0.10mol和0.20mol之間，只有C符合，
故答案為：NO₂、NO；C；
（3）浸泡銅片的稀鹽酸中加入H₂O₂后，銅片溶解成藍色溶液，說明反應生成CuCl₂，根據(jù)元素守恒可知有水生成，反應方程式為：Cu+H₂O₂+2HCl=CuCl₂+2H₂O，
故答案為：Cu+H₂O₂+2HCl=CuCl₂+2H₂O．

點評 本題考查了硝酸和硫酸的性質(zhì)、化學方程式計算、方程式的書寫等，要注意濃度對反應的影響，極值法也是化學計算中常用的方法，題目難度中等．