Question

6．由铜片、铁片和50mL稀硫酸组成的原电池中，当通过导线的电子为0.3mol时（铁片上无气体产生），硫酸恰好反应完．列式计算：
（1）产生这些气体消耗的金属是哪一种，消耗的质量是多少；
（2）铜片上放出多少L（标准状况）气体；
（3）硫酸溶液的物质的量浓度是多少．

Answer 1

分析 （1）根据化学方程式Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑中气体与锌的关系计算；
（2）根据氢气与电子的关系式计算；
（3）根据氢气与硫酸的关系计算硫酸的物质的量，再根据物质的量浓度公式计算其浓度．

解答 解：（1）铁作负极，设铁片的质量减少了x，
  Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑～2mole-
  56g                  2mol
  x                    0.3mol

  所以 x=8.4g，
答：消耗的金属是铁，消耗的质量8.4g；
（2）铜片为正极，设铜片上放出yL（标准状况）气体发生的电极方程式为：
2H⁺+2e^-=H₂↑
   2mol 22.4L
  0.3mol   y
y=3.36L，
答：铜片上放出3.36L（标准状况）气体；
（3）设硫酸的物质的量为z．
     Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
       1mol         22.4L  
        z           3.36L  
所以z=0.15mol
C=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.15}{0.05}$=3mol/L
答：原稀硫酸溶液的物质的量浓度3mol/L．

点评 本题以原电池为载体考查了氧化还原反应的有关计算，明确各物理量间的关系是解本题的关键．