Question

14．向130mL某浓度的硫酸溶液中加入一定量的铜片，在微热条件下反应，待铜片完全溶解，冷却后将溶液稀释至500mL，再加入过量铁粉，使之充分反应，生成的气体在标况下的体积为16.8L；过滤得到残留固体，经干燥、称量，比原铁粉质量减轻了35.6g．
（1）与浓硫酸反应的铜片的质量为51.2 g
（2）原浓硫酸的物质的量浓度为18.1mol/L．

Answer 1

分析 根据反应方程式，判断反应的类型，根据气体的体积和固体质量的变化计算参加反应的铜和锌以及硫酸的物质的量，注意利用质量守恒定律．

解答 解：（1）设加入Cu片的量为xmol，n（H₂）=$\frac{16.8L}{22.4L/mol}$=0.75mol
  Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
   xmol  2xmol                     xmol
   CuSO₄+Fe═FeSO₄+Cu
     xmol   xmol           xmol
     Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
  0.75mol 0.75mol       0.75mol
由Fe溶解，产生Cu质量减轻35.6g可得：56g/mol×（xmol+0.75mol）-64g/mol×xmol=35.6g
∴x=0.8
∴加入Cu的质量为m（Cu）=64x=64×0.8=51.2g
答：与浓硫酸反应的铜片的质量为51.2g；
（2）原 H₂SO₄的物质的量浓度 c（H₂SO₄）=$\frac{2×0.8mol+0.75mol}{0.13L}$=18.1mol/L
答：原浓硫酸的物质的量浓度为18.1mol/L．

点评 本题考查化学方程式的计算，题目难度中等，注意有关反应方程式的书写，以及题中数据的处理．