题目

向 8g某一价或二价金属的氧化物固体中加入适量10%的稀H2SO4(密度为1.07g/cm3),使其完全溶解,已知所消耗的硫酸体积为92mL.在所得溶液中插入铂电极进行电解,通电一定时间后,在一个电极上收集到224mL(标准状况)氧气,在另一个电极上析出该金属1.28g.
(1)根据计算确定金属氧化物的名称.
(2)计算通电完毕后硫酸溶液的物质的量浓度.(溶液体积以消耗的硫酸体积92mL为准)

提问时间：2020-07-24

答案

(1)
生成的O2的物资的量为：n(O2)=0.224/22.4 mol=0.01 mol
所以O元素从－2价变为0价共失去电子的物质的量为：n(e-)=0.04mol
若该金属元素的化合价为＋1价,则
根据得失电子总数相等可知：
(1.28/M)×1＝0.04即M＝32即该元素为S,不是金属所以不符合题意
若该金属元素的化合价为＋2价,则
根据得失电子总数相等可知：
(1.28/M)×2＝0.04即M＝64即该元素为Cu,满足题意
（2）由(1)得,该金属元素为Cu
所以该氧化物为CuO且n(CuO)=8/80 mol=0.1 mol
而n(H2SO4)=1.07×92×10%/98 mol=0.1 mol
写出CuO与H2SO4的反应方程式：
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
可知此时溶液中已经没有H2SO4(CuO、H2SO4恰好完全反应)
而插入铂电极进行电解,
其阳极的反应为：4H2O－4e-=2O2↑+4H+
阴极的反应为：2Cu(2+)+4e-=2Cu
由上式可知：每生成1mol的Cu,就产生2mol的H＋
电解完成后,共生成Cu的物质的量为：0.02mol
所以生成的H+的物质的量为：0.02×2 mol=0.04 mol
所以
c(H2SO4)=n(H2SO4)/V=(1/2)n(H+)/V=(1/2)×0.04/0.092 mol/L=0.217 mol/L