Question

将一定量的铜粉加入100mL浓硫酸中，加热，充分反应后放出13.44L（标准状况下）气体，固体有剩余，将反应后的溶液稀释到500mL，再向其中加入足量铁粉，又放出13.44L（标准状况下）气体．
（1）写出所发生反应的化学方程式
（2）计算原浓硫酸的物质的量浓度
（3）计算最终溶解的铁粉的质量．

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：（1）铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫与水；
（2）根据n=

V

Vm

计算二氧化硫、氢气的物质的量，根据方程式计算硫酸的物质的量，再根据c=

n

V

计算；
（3）Fe发生反应：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu、Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，最终为FeSO₄溶液，根据硫原子守恒可知n（FeSO₄）=n（H₂SO₄）-n（SO₂），根据Fe元素守恒可知n（Fe）=n（FeSO₄），据此计算解答．

解答： 解：（1）铜与浓硫酸在加热条件下反应方程式为：Cu+2H₂SO₄（浓）=CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
答：反应方程式为Cu+2H₂SO₄（浓）=CuSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（2）n（SO₂）=

13.44L

22.4L/mol

=0.6 mol，n（H₂）=

13.44L

22.4L/mol

=0.6mol，
由Cu+2H₂SO₄（浓）=CuSO₄+SO₂↑+2H₂O可知，n₁（H₂SO₄）=2n（SO₂）=1.2mol，
由Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑可知，n₂（H₂SO₄）=n（H₂）=0.6mol，
故c（H₂SO₄）=（1.2mol+0.6mol）÷0.1 L=18mol/L，
答：原浓硫酸的物质的量浓度为18mol/L．
（3）最终为FeSO₄溶液，根据硫原子守恒可知n（FeSO₄）=1.2mol+0.6mol-0.6mol=1.2mol，
根据Fe元素守恒可知n（Fe）=n（FeSO₄）=1.2mol，故溶解m（Fe）=1.2×56g/mol=67.2g，
答：最终溶解的铁粉的质量为67.2g．

点评：本题考查混合物计算、根据方程式的计算，难度不大，明确发生的反应是关键，注意（3）中利用守恒思想进行的计算，注意对基础知识的理解掌握．