Question

将一定量的氧化铜粉末加入到100mL 0.5mol/L的硫酸溶液中微热至氧化铜全部溶解，再向该蓝色溶液中加入足量的铁粉，充分反映后，收集到H₂在标准状态下的体积为0.224L，求：
（1）参加反应的铁的质量；
（2）原加入氧化铜的质量为多少克？
（3）如果最后所得溶液100L，其所得溶液的物质的量浓度是多少？

Answer 1

考点：化学方程式的有关计算

专题：

分析：常温下，将氧化铜加入到溶液中，发生反应CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，再向溶液中加入足量铁粉，充分反应，此时收集到气体为0.224L（标准状况）的氢气，说明硫酸有剩余，加入的铁发生反应Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，置换出溶液中的铜、与氢气，据此分别计算即可．

解答： 解：常温下，将氧化铜加入到溶液中，发生反应CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，再向溶液中加入足量铁粉，充分反应，此时收集到气体为0.224L（标准状况）的氢气，说明硫酸有剩余，加入的铁发生反应Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，置换出溶液中的铜、与氢气．
（1）加入足量铁粉后的溶液中溶质是硫酸亚铁，根据硫酸根守恒n（H₂SO₄）=n（FeSO₄）=0.05mol=n（Fe），所以参加反应的铁的质量为：0.05mol×56g/mol=2.8g，答：参加反应的铁的质量为2.8g；
（2）依据氧化还原反应得失电子守恒有：氢气得到电子数：

0.224L

22.4L/mol

×2=0.02mol；Fe失去的总电子数为：0.05mol×2=0.1mol，故铜得到的电子数为：0.1mol-0.02mol=0.08mol，即加入氧化铜的质量为：0.04mol×80g/mol=3.2g；答：原加入氧化铜的质量为3.2克．
（3）最后所得溶液100mL，为FeSO₄，其物质的量浓度是：

0.05mol

0.1L

=0.5mol/L，
答：最后所得硫酸亚铁的物质的量浓度是0.5mol/L．

点评：本题考查化学方程式的计算，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，属于常考题．