Question

14．向100mL18mol•L^-1濃硫酸中加入20g銅粉，加熱一段時間后，冷卻，過濾，得剩余固體7.2g．
（1）標準狀況下，產(chǎn)生氣體的體積是多少？（假設產(chǎn)生的氣體全部放出）
（2）將最終所得溶液稀釋至1L，滴加2mol•L^-1的氫氧化鈉溶液，若要使溶液中的Cu²⁺全部沉淀，需加入該氫氧化鈉溶液的體積為1.6L．

Answer 1

分析 （1）反應消耗Cu的質(zhì)量為：20g-7.2g=12.8g，根據(jù)反應Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O計算出生成二氧化硫氣體的體積；
（2）銅離子全部沉淀時，反應后溶質(zhì)為硫酸鈉，根據(jù)S、Na元素守恒計算出需要氫氧化鈉的物質(zhì)的量，然后根據(jù)V=$\frac{n}{c}$計算出需要加入氫氧化鈉溶液的體積．

解答 解：（1）反應消耗Cu的質(zhì)量為：20g-7.2g=12.8g，則
Cu+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
64g                                        22.4L
12.8g                                  V（SO₂） 
V（SO₂）=$\frac{22.4L×12.8g}{64g}$=4.48L，
答：標準狀況下，產(chǎn)生氣體的體積為4.48L；
（2）標況下4.48L二氧化硫的物質(zhì)的量為：$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，100mL18mol•L^-1濃硫酸中含有硫酸的物質(zhì)的量為：18g/mol×0.1L=1.8mol，反應后溶液中含有硫酸根離子的物質(zhì)的量為：1.8mol-0.2mol=1.6mol，
使溶液中的Cu²⁺全部沉淀時，反應后溶質(zhì)為Na₂SO₄，根據(jù)Na元素守恒可知消耗NaOH的物質(zhì)的量為：n（NaOH）=2n（Na₂SO₄）=1.6mol×2=3.2mol，
需加入該氫氧化鈉溶液的體積為：$\frac{3.2mol}{2mol/L}$=1.6L，
故答案為：1.6．

點評 本題考查了化學方程式的計算，題目難度中等，明確發(fā)生反應的實質(zhì)為解答關鍵，注意掌握守恒思想在化學計算中的應用，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力．