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    某同学在学习硝酸与硫酸时，对两种酸与铜的反应情况进行研究，试完成下列各题。

    （1）在甲、乙两个烧杯中，分别装入40mL浓度均为2mol·L－1的稀硫酸和稀硝酸，并向其中各加入 4g束状铜丝，观察现象，试完成下列实验报告：

    （2）充分反应后，将甲、乙烧杯混合，再使之充分反应，最终所得溶液溶质为____      ，剩余固体总质量为            g

    （3）若甲中硫酸溶液体积V（V>40mL）可变，其余数据不变，则：

    ①当甲、乙烧杯混合充分反应后，溶液中只有一种溶质时，V=____     mL，若要将溶液中的Cu2+沉淀完全，应加NaOH使溶液的pH至少为____      。已知KsP[Cu（OH）2]=2.2×l0－20,1g =0.7）

    ②能否通过硫酸溶液体积的改变，使铜丝在甲、乙烧杯混合充分反应后完全溶解? 试写出推理过程________                                       。

     

    【答案】

    26．（1）甲：稀硫酸只能表现酸的氧化性，而铜排在金属活动顺序表氢之后，不能将氢置换出来

    （1分）。   乙：铜丝逐渐溶解，铜丝表面有气泡产生，溶液颜色变蓝（1分）；

    （2）CuSO4，Cu(NO3)2 （2分）；2.24（2分）（3）①60（2分）  6.7（2分）②否（1分）。（3分）

    【解析】

    试题分析：（1）甲：由于稀硫酸只能表现酸的氧化性，而铜排在金属活动顺序表氢之后，所以不能将氢置换出来。乙：由于硝酸是氧化性酸，能氧化金属铜，因此实验现象是铜丝逐渐溶解，铜丝表面有气泡产生，溶液颜色变蓝。

    （2）硝酸和硫酸的物质的量是0.04L×2mol/L＝0.08mol，其中NO3－的物质的量是0.08mol，氢离子的物质的量是0.24mol，根据方程式3Cu+8H++2NO3－=3Cu2++2NO↑+4H2O可知氢离子不足，NO3－过量，所以能溶解铜的质量＝×0.24mol×64g/mol＝5.76g＜8g，所以铜过量，剩余铜的质量＝8g－5.76g＝2.24g，1其中溶液中最终所得溶液溶质为CuSO4、Cu(NO3)2。

    （3）①若溶液中溶质只有一种，则该溶质应该是硫酸铜。根据离子方程式3Cu＋8H+＋2NO3－=3Cu2+＋2NO↑＋4H2O可知，需要氢离子的物质的量是0.08mol×4＝0.032mol，其中硫酸提供的氢离子是0.032mol－0.08mol＝0.24mol，所以硫酸的物质的量＝0.24mol÷2＝0.12mol，则硫酸溶液的体积＝0.12mol÷2mol/L＝0.06L＝60ml。当溶液中铜离子浓度小于或等于10－5mol/L时可以看作铜离子完全沉淀，则根据溶度积常数可知，此时溶液中c(OH－)＝＝×10－8mol/L，则c(H+)＝，因此pH＝6＋1g＝6.7。

    ②乙烧杯的中的NO3－共40mL×10-3L/mL×2mol/L＝0.08mol，据离子方程式3Cu＋8H+＋2NO3－=3Cu2+＋2NO↑＋4H2O，最多可氧化的Cu的质量为0.08mol××64g/mol＝7.68g，小于两烧杯中铜丝的总质量，故无法让铜溶解完。

    考点：考查铜、硝酸、硫酸的性质；铜与硝酸反应的计算；溶度积常数的应用等

     

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    某研究性学习小组的同学为验证浓硫酸与铜能反应而稀硫酸不能，设计了如图所示装置进行探究：将6.4 g 铜片和含0.2 moL溶质的18.4 mol/L浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到无气体生成为止。（假定在此过程溶液体积不变）

    （1）甲同学认为要证实上述结论，还应进行稀硫酸与铜片混合加热实验，你认为有无必要，并说明理由：________________

    （2）下列试剂中能够用来进一步证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是：_____

    A．铁粉  ??????   B．钠  ???? ?? C．氯化钡溶液   ????????  D．银粉

    （3）为定量测定余酸的物质的量浓度，甲、乙两位同学进行了如下设计：

    Ⅰ甲同学设想：在A装置增加一个导管通氮气驱赶气体（假定生成的气体全部逸出），先测定生成的SO2的量，然后计算剩余硫酸的浓度。他设计了如下二种方案来测定SO2的量：

    方案① 将产生的气体缓缓通入足量用稀硫酸酸化的KMnO4溶液，再加入足量BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥、称量沉淀。

    方案② 将气体缓缓通入足量硝酸钡溶液中，然后过滤、洗涤、干燥、称量沉淀。

    经仔细分析后，发现有不合理之处，请填写下表(可以不填满）：

    序号

    不合理的原因

    误差

    （偏低或偏高）

    改变措施

    方案①

     

     

     

    方案②

     

     

     

     

    Ⅱ乙学生设计的方案是：分离出反应后的溶液并加蒸馏水稀释至1000 mL，取20.00 mL于锥形瓶中，滴入2～3滴酚酞指示剂，用标准NaOH溶液进行滴定(已知氢氧化铜开始沉淀的pH约为5)，这种方法能否求出余酸的浓度，理由是_______________________________________。

    （4）请再设计其他可行的实验方案，来测定余酸的物质的量浓度，简要写出操作步骤及需要测定的数据（不必计算，不必写操作细节）_____________________________________________________。

     

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    科目：高中化学 来源：期末题 题型：实验题

    某研究性学习小组对某工业城市的空气污染进行了下列研究：
    (1)小组一同学分析“空气质量日报”后初步得出结论，该城市空气污染的主要原因有：
    A．使用石油液化气；B．燃烧含硫煤；C．粉尘污染。
    另一同学认为还有一个不可排除的原因是：D．_____________。目前城市空气污染的主要有害成分是___________________（用化学式表示）。
    (2)研究性学习小组对该市的雨水进行了采样与分析，刚采集时测得pH为4.82，放在烧杯中经2h后，再次测得pH为4.68。对此，你的合理的解释是________________________。形成酸雨的途径通常有两种说法，请用“”表示在空气中形成酸雨的两条途径：
    ①SO2________________________；
    ②SO2________________________。
    (3)研究性学习小组的同学取相当于标准状况下的空气1.000L（含N2、O2、CO2、SO2等），缓缓通过足量的溴水，在所得溶液中加入过量的BaCl2溶液，产生白色沉淀，将沉淀洗涤、干燥，称得其质量为0.233g。进行这一实验的目的是_______________________，通过计算得到的结论是_______________________________。
    (4)该小组同学提出下列措施以减少空气污染的主要有害成分排放量，你认为合理的是_________。
    ①用天然气代替煤炭作民用燃料
    ②改进燃烧技术，提高煤的燃烧效率
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    ④燃煤中加入适量石灰石后使用
    (5)大气中的NOx不仅造成酸雨，还会形成对人体健康、植物生长都有害的光化学烟雾。硝酸工业、氮肥工业、冶金工业和汽车尾气等都产生大量NOx。请你提出NOx减少排放的两条措施。
    ①_____________________________，
    ②_____________________________。

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