Question

【題目】已知銅和濃硫酸可以在加熱條件下發(fā)生如下反應(yīng):Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋A↑＋2H2O。試通過計算和推理完成下面的問題:

(1)A物質(zhì)可以使酸性KMnO4溶液___________(實驗現(xiàn)象)。反應(yīng)中的還原劑是____________（化學(xué)式）。

(2)一定量的銅片與100mL18mol/L 的濃H2SO4充分反應(yīng)，如果該反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移了0.2mol電子，生成的CuSO4的質(zhì)量為_________g, 生成的A氣體在標準狀況下的體積為_________L(假設(shè)氣體全部逸出)。

(3)將反應(yīng)后所得到的溶液與足量Ba(OH)2溶液充分反應(yīng)，所得沉淀為混合物，其中硫酸鋇的質(zhì)量為______g。(保留到0.1g，不要求計算過程)

Answer 1

【答案】褪色 SO2 16 2.24 396.1

【解析】

（1）由原子個數(shù)守恒定律可知反應(yīng)2H2SO4(濃)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O中，A為SO2；二氧化硫具有還原性，能夠被酸性的高錳酸鉀氧化生成硫酸根離子；
（2）依據(jù)2H2SO4(濃)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O可知轉(zhuǎn)移2mol電子生成1mol硫酸銅，1mol二氧化硫氣體；
（3）反應(yīng)后剩余溶液為硫酸和硫酸銅溶液，加入氫氧化鋇，硫酸與氫氧化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇和水，硫酸銅與氫氧化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇和氫氧化銅沉淀。

(1)銅和濃硫酸可以在加熱條件下發(fā)生如下反應(yīng)(反應(yīng)方程式已配平)： 2H2SO4(濃)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O，依據(jù)原子個數(shù)守恒可知A為二氧化硫，二氧化硫具有還原性，可以使酸性KMnO4溶液褪色，其還原劑是SO2，故答案為：褪色；SO2；

(2)根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得溶解n(Cu)=0.2mol/2=0.1mol，根據(jù)Cu原子守恒得n(CuSO4)=n(Cu)=0.1mol，硫酸銅質(zhì)量=nM=0.1mol×160g/mol=16g，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得二氧化硫氣體體積=0.2mol/2×22.4L/mol=2.24 L，故答案為：16；2.24；

(3)反應(yīng)后剩余溶液為硫酸和硫酸銅溶液，根據(jù)第（2）問可知，n(CuSO4)=n(Cu)=0.1mol，則與氫氧化鋇反應(yīng)后生成的氫氧化銅沉淀；又與銅反應(yīng)消耗的硫酸的物質(zhì)的量為2n(Cu)=0.2mol，則反應(yīng)后的剩余的硫酸的物質(zhì)的量n(H2SO4)=18mol/L×0.1L-0.2mol=1.6mol，則溶液中的總的硫酸根離子的物質(zhì)的量為n(CuSO4)+ n(H2SO4)=1.6mol+0.1mol=1.7mol，加入足量的氫氧化鋇后生成硫酸鋇的物質(zhì)的量n(Ba SO4)=1.7mol，其質(zhì)量為1.7mol×233g/mol=396.1g。