Question

13．有一包铁粉和氧化铜混合均匀的粉末样品4.40g，加入50mL稀硫酸恰好充分反应后，得到只含一种金属阳离子的浅绿色溶液和1.28g固体铜．并放出H₂．试计算：
（1）固体铜的物质的量为0.02mol，该样品中铁粉和氧化铜的物质的量之比为5：2．
（2）硫酸的物质的量的浓度1.0 mol•L^-1，产生H₂在标准状况下的体积0.672L．

Answer 1

分析 （1）反应后得到只含一种金属阳离子的浅绿色溶液和1.28g固体铜，说明反应后恰好生成硫酸亚铁，氧化铜完全转化成铜单质，根据n=$\frac{m}{M}$计算出1.28gCu的物质的量，然后根据铜元素守恒得出CuO的物质的量，再根据m=nM计算出CuO的质量，然后根据混合物总质量计算出铁粉的质量，再结合n=$\frac{m}{M}$计算出计算出该样品中铁粉和氧化铜的物质的量之比；
（2）根据硫酸根离子守恒可得出硫酸的物质的量，然后根据c=$\frac{n}{V}$计算出硫酸的浓度；根据电子守恒计算出生成氢气的物质的量，再根据V=nVm计算出产生H₂在标准状况下的体积．

解答 解：（1）铁粉和氧化铜混合均匀的粉末样品4.40g，加入50mL稀硫酸恰好充分反应后，得到只含一种金属阳离子的浅绿色溶液和1.28g固体铜，说明反应后溶质为硫酸亚铁，CuO中的铜元素完全反应转化成Cu单质，1.28g铜的物质的量为：$\frac{1.28g}{64g/mol}$=0.02mol，根据铜元素质量守恒可知原混合物中CuO的物质的量为0.02mol，质量为：80g/mol×0.02mol=1.6g，则原混合物中铁粉的质量为：4.4g-1.6g=2.8g，铁粉的物质的量为：$\frac{2.8g}{56g/mol}$=0.05mol，所以该样品中铁粉和氧化铜的物质的量之比=0.05mol：0.02mol=5：2，
故答案为：0.02；5：2；
（2）反应后溶质为硫酸亚铁，硫酸恰好反应，根据硫酸根离子守恒可知50mL稀硫酸中含有硫酸的物质的量为：n（H₂SO₄）=n（FeSO₄）=n（Fe）=0.05mol，该稀硫酸的浓度为：c（H₂SO₄）=$\frac{0.05mol}{0.05L}$=1.0mol/L；
根据（1）可知原混合物中含有0.05molFe、0.02molCuO，根据根据电子守恒可知：2n（Fe）=2n（H₂）+2n（CuO），则n（H₂）=0.05mol-0.02mol=0.03mol，标准状况下0.03mol氢气的体积为：22.4L/mol×0.03mol=0.672L，
故答案为：1.0；0.672．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，注意掌握守恒思想在化学计算中的应用，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．