Question

將一定量的氧化銅粉末加入到100mL 0.5mol/L的硫酸溶液中微熱至氧化銅全部溶解，再向該藍色溶液中加入足量的鐵粉，充分反映后，收集到H₂在標準狀態下的體積為0.224L，求：
（1）參加反應的鐵的質量；
（2）原加入氧化銅的質量為多少克？
（3）如果最后所得溶液100L，其所得溶液的物質的量濃度是多少？

Answer 1

考點：化學方程式的有關計算

專題：

分析：常溫下，將氧化銅加入到溶液中，發生反應CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，再向溶液中加入足量鐵粉，充分反應，此時收集到氣體為0.224L（標準狀況）的氫氣，說明硫酸有剩余，加入的鐵發生反應Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，置換出溶液中的銅、與氫氣，據此分別計算即可．

解答： 解：常溫下，將氧化銅加入到溶液中，發生反應CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，再向溶液中加入足量鐵粉，充分反應，此時收集到氣體為0.224L（標準狀況）的氫氣，說明硫酸有剩余，加入的鐵發生反應Fe+Cu²⁺=Cu+Fe²⁺、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，置換出溶液中的銅、與氫氣．
（1）加入足量鐵粉后的溶液中溶質是硫酸亞鐵，根據硫酸根守恒n（H₂SO₄）=n（FeSO₄）=0.05mol=n（Fe），所以參加反應的鐵的質量為：0.05mol×56g/mol=2.8g，答：參加反應的鐵的質量為2.8g；
（2）依據氧化還原反應得失電子守恒有：氫氣得到電子數：

0.224L

22.4L/mol

×2=0.02mol；Fe失去的總電子數為：0.05mol×2=0.1mol，故銅得到的電子數為：0.1mol-0.02mol=0.08mol，即加入氧化銅的質量為：0.04mol×80g/mol=3.2g；答：原加入氧化銅的質量為3.2克．
（3）最后所得溶液100mL，為FeSO₄，其物質的量濃度是：

0.05mol

0.1L

=0.5mol/L，
答：最后所得硫酸亞鐵的物質的量濃度是0.5mol/L．

點評：本題考查化學方程式的計算，側重于學生的分析能力和計算能力的考查，屬于常考題．