题目内容
14.向铜片中加入115mL某浓度的硫酸,在加热条件下反应,待铜片全部溶解后,将其溶液稀释到500mL,再加入足量锌粉,使之充分反应,收集到2.24L(标准状况)气体.过滤得残留固体,干燥后,质量减轻了7.5g.求原硫酸的物质的量浓度.分析 Cu与硫酸发生反应:Cu+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+H2O,反应后的溶液加水稀释,再加入Zn,发生反应:CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,这两个反应都使得固体质量减轻,生成的气体为氢气,最终得到ZnSO4,根据硫元素守恒:n原(H2SO4)=n(ZnSO4)+n(SO2),根据氢气体积计算与硫酸反应的Zn的物质的量、生成ZnSO4的物质的量,进而计算Zn与硫酸铜反应时固体减轻的质量,再利用差量法计算硫酸铜及生成ZnSO4的物质的量,根据方程式计算n(SO2),进而计算原硫酸溶液的物质的量浓度.
解答 解:n(H2)=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol,
Zn+H2SO4 =ZnSO4+H2↑
0.1mol 0.1mol 0.1mol
故反应CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu,固体质量减少为7.5g-0.1mol×65g/mol=1g,
CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu 固体质量减少△m
1mol 1mol 65g-64g=1g
x y 1g
故x=y=$\frac{1mol×1g}{1g}$=1mol,
由Cu+2H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+SO2↑+H2O,可知n(SO2)=n(CuSO4)=1mol,
根据硫元素守恒:n原(H2SO4)=n(ZnSO4)+n(SO2)=1mol+0.1mol+1mol=2.1mol,
原 H2SO4的物质的量浓度 c(H2SO4)=$\frac{2.1mol}{0.115L}$=18.3mol/L,
答:原硫酸的物质的量浓度为18.3mol/L.
点评 本题考查化学方程式计算、混合物计算,关键是明确发生的反应、理解Zn反应时固体质量减轻,题目难度中等.
A. | 0.8mol•L-1 | B. | 0.72mol•L-1 | C. | 0.1mol•L-1 | D. | 0.036mol•L-1 |
A. | 标准状况下,1mol任何物质的体积都约为22.4L | |
B. | 1mol任何气体所含分子数都相同,体积也都约为22.4L | |
C. | 同温同压下,相同体积的任何气体单质所含原子数目相同 | |
D. | 常温常压下0.3mol H2、0.7mol N2组成的混合气体共含有NA个分子 |
A. | 硫磺 | B. | 纯碱 | C. | 烧碱 | D. | 细沙 |
A. | 浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性 | B. | 铜与硝酸的反应属于置换反应 | ||
C. | 金属与硝酸反应不产生氢气 | D. | 可用铁或铝制品盛装浓硝酸 |
A. | $\frac{a}{b{N}_{A}}$ | B. | $\frac{b}{a}$NA | C. | $\frac{a}{b}$ NA | D. | $\frac{b}{a{N}_{A}}$ |
A. | MgCl2和H2O | B. | Mg(OH)2、HCl和H2O | C. | Mg、Cl2和H2O | D. | MgO、HCl和H2O |