Question

9．鹽酸、硫酸和硝酸是中學(xué)階段常見的三種強酸．請回答下列問題：
（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(yīng)，產(chǎn)生的氣體在標準狀況下的體積可能是D．
A．40.32L    B．30.24L     C．20.16L    D．6.72L
（2）若將過量銅粉與一定量濃硝酸反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)完全停止時，共收集到氣體1.12L（標準狀況），則該氣體的成分是NO₂、NO，反應(yīng)中所消耗的硝酸的物質(zhì)的量可能為C．
A．0.1mol     B．0.15mol    C．0.2mol  D．0.25mol
（3）某同學(xué)向浸泡銅片的稀鹽酸中加入H₂O₂后，銅片溶解，并且該反應(yīng)的產(chǎn)物只有氯化銅和水．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+H₂O₂+2HCl=CuCl₂+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）銅與濃硫酸加熱反應(yīng)與稀硫酸不反應(yīng)，故產(chǎn)生氣體應(yīng)小于理論值；
（2）銅與硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的還原產(chǎn)物與硝酸的濃度有關(guān)，隨反應(yīng)的進行，濃硝酸變?yōu)橄∠跛幔�故得到不同氣體的混合物．采N守恒來確定被還原硝酸的量，采用極值法和守恒法來確定沒被還原硝酸的量；
（3）鹽酸不能與金屬銅反應(yīng)，但可以與氧化銅反應(yīng)，所以雙氧水的作用是將金屬銅氧化為CuO，然后氧化銅溶于鹽酸．

解答 解：（1）①100mL 18mol•L^-1的濃硫酸中含硫酸的物質(zhì)的量為：0.1L×18mol•L^-1═1.8mol
銅與濃硫酸反應(yīng)的方程式為：
Cu+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
2mol             22.4L
1.8mol            V
V=$\frac{1.8mol×22..4L}{2mol}$═20.16L，由于銅與稀硫酸不反應(yīng)，故實際上產(chǎn)生的氣體體積小于20.16L，
故選：D．
（2）銅與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化氮，隨反應(yīng)進行，硝酸變稀，與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生一氧化氮，故收集氣體為二者的混合物．故答案為：NO₂、NO；
所消耗硝酸分為兩部分，被還原硝酸和沒被還原硝酸．被還原硝酸可根據(jù)N守恒得：n（HNO₃）═n（NO₂+NO）═1.12L÷22.4L/mol═0.05mol，沒被還原的硝酸可根據(jù)電荷守恒求得范圍，
若只產(chǎn)生二氧化氮，則銅失電子數(shù)為：0.05mol×（5-4）═0.05mol（銅失電子數(shù)等于硝酸得電子數(shù)），沒被還原的硝酸為0.05mol；
若只產(chǎn)生一氧化氮，則銅失電子數(shù)為：0.05mol×（5-2）═0.15mol（銅失電子數(shù)等于硝酸得電子數(shù)），沒被還原的硝酸為0.15mol，
因此沒被還原的硝酸介于0.05～0.15mol之間，故參加反應(yīng)的硝酸介于0.10～0.20mol之間，
故選：C．
（3）鹽酸不能與金屬銅反應(yīng)，但可以與氧化銅反應(yīng)，所以雙氧水的作用是將金屬銅氧化為CuO，然后氧化銅溶于鹽酸，反應(yīng)的方程式為Cu+H₂O₂+2HCl=CuCl₂+2H₂O；
故答案為：Cu+H₂O₂+2HCl=CuCl₂+2H₂O．

點評 本題考查了濃硫酸和硝酸的性質(zhì)．要注意濃度不同，產(chǎn)物不同．有關(guān)氧化還原反應(yīng)的計算常采用守恒法來簡化計算．特別是同種反應(yīng)物發(fā)生不同的反應(yīng)方向時，極值法也是化學(xué)計算中常用的方法，掌握它們的化學(xué)性質(zhì)是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．