Question

12．（1）在試管里放入一小塊銅片，注入一定體積的濃硫酸，給試管加熱，使之反應．若銅片還有剩余硫酸是否消耗完畢？
①結論及理由是：否，隨著反應進行，硫酸濃度降低，稀硫酸與銅不反應，所以硫酸會有剩余．
②向100毫升18mol/L的H₂SO₄溶液中加入足量的銅片并加熱，充分反應后，被還原的H₂SO₄的物質的量A
A．小于0•9mol B．等于0•9mol C．在0•9mol與1.8mol之間  D．大于1•8mol
③50g的膽礬加熱到100℃失去部分結晶水后，質量變為35.6g，則失去水后的硫酸銅晶體的化學式是A
A．CuSO₄•H₂O B．CuSO₄•2H₂O  C．CuSO₄•3H₂O D．CuSO₄
（2）足量的鋅投入到一定量的濃硫酸中，充分反應后共收集到SO₂和H₂22.4L（標準狀況）．
①簡述能產生H₂的原因是隨著反應不斷進行，濃硫酸濃度不斷降低，鋅與稀硫酸反應生成氫氣
②上述變化中體現濃硫酸強氧化性的反應方程式是：Zn+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O
③反應共消耗金屬鋅的質量為65g．
④以上數據能否計算出消耗的硫酸的物質的量？不能（填“能”或“不能”）

Answer 1

分析 （1）①濃硫酸具有強的氧化性，與銅發生反應，稀硫酸與銅不反應；
②Cu+2H₂SO4（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，由方程式可知：被還原的硫酸的物質的量是參加反應的硫酸的一半；但隨著反應的進行，硫酸的濃度逐漸降低，而銅與稀硫酸并不反應，據此解答；
③依據質量守恒定律解答；
（2）①鋅與稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，與濃硫酸反應不生成氫氣；
②鋅與濃硫酸反應生成硫酸鋅和二氧化硫和水；
③發生反應：Zn+2H₂SO₄（濃）=ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O、Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，由方程式可知，n（Zn）=n（SO₂+H₂），根據n=$\frac{V}{Vm}$計算SO₂和H₂的物質的量，再根據m=nM計算消耗Zn的質量；
④由方程式可知n_參加反應（H₂SO₄）=n（ZnSO₄）+n（SO₂），不能確定SO₂、H₂各自物質的量，無法計算參加反應硫酸的物質的量．

解答 解：（1）①只有濃硫酸與銅反應，稀硫酸與銅不反應，隨著反應進行，硫酸濃度降低，稀硫酸與銅不反應，所以硫酸會有剩余；
故答案為：否，隨著反應進行，硫酸濃度降低，稀硫酸與銅不反應，所以硫酸會有剩余；
②Cu+2H₂SO4（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，由方程式可知：被還原的硫酸的物質的量是參加反應的硫酸的一半；但隨著反應的進行，硫酸的濃度逐漸降低，而銅與稀硫酸并不反應，所以被還原的硫酸的物質的量應小于0.9mol，
故選：A；
③50g膽礬物質的量為$\frac{50g}{250g/mol}$=0.2mol，含有水1mol，50g的膽礬加熱到100℃失去部分結晶水后，質量變為35.6g，則失去水的質量為50-35.6=14.4（g），物質的量為0.8mol，所以反應后硫酸銅的物質的量為0.2mol，水的物質的量為0.2mol，其化學式為：CuSO₄•H₂O；
故選：A；
（2）①足量的鋅投入到一定量的濃硫酸中，隨著反應不斷進行，濃硫酸濃度不斷降低，鋅與稀硫酸反應生成氫氣；
故答案為：隨著反應不斷進行，濃硫酸濃度不斷降低，鋅與稀硫酸反應生成氫氣；
②鋅與濃硫酸反應生成硫酸鋅和二氧化硫和水，化學方程式：Zn+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O，反應中濃硫酸表現強的氧化性和酸性；
故答案為：Zn+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O；
③SO₂和H₂共2.24L，二者物質的量之和=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，
發生反應：Zn+2H₂SO₄（濃）=ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O、Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，由方程式可知，n（Zn）=n（SO₂+H₂）=0.1mol，故反應消耗Zn的質量=0.1mol×65g/mol=6.5g，
答：反應共消耗金屬鋅的質量為6.5g；
④發生反應：Zn+2H₂SO₄（濃）=ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O、Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，可知n_參加反應（H₂SO₄）=n（ZnSO₄）+n（SO₂），不能確定SO₂、H₂各自物質的量，無法計算參加反應硫酸的物質的量，
故答案為：不能．

點評 本題考查了濃硫酸的性質及有關方程式計算，熟悉濃硫酸強的氧化性是解題關鍵，題目難度不大．