Question

向盛有銅片的燒杯中加入某濃度的硫酸115mL，在加熱條件下反應(yīng)，待銅片全部溶解后將其溶液稀釋到500mL，再加入足量鋅粉，使之充分反應(yīng)，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體2.24L，過(guò)濾得殘留固體，干燥后稱重，質(zhì)量減輕7.50g，試求原硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：Cu與硫酸發(fā)生反應(yīng)：Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+H₂O，反應(yīng)后的溶液加水稀釋，再加入Zn，發(fā)生反應(yīng)：CuSO₄+Zn=ZnSO₄+Cu、Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，這兩個(gè)反應(yīng)都使得固體質(zhì)量減輕，生成的氣體為氫氣，最終得到ZnSO₄，根據(jù)硫元素守恒：n_原（H₂SO₄）=n（ZnSO₄）+n（SO₂），根據(jù)氫氣體積計(jì)算與硫酸反應(yīng)的Zn的物質(zhì)的量、生成ZnSO₄的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算Zn與硫酸銅反應(yīng)時(shí)固體減輕的質(zhì)量，再利用差量法計(jì)算硫酸銅及生成ZnSO₄的物質(zhì)的量，根據(jù)方程式計(jì)算n（SO₂），進(jìn)而計(jì)算原硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度．

解答： 解：n（H₂）=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
0.1mol 0.1mol  0.1mol
故反應(yīng)CuSO₄+Zn=ZnSO₄+Cu，固體質(zhì)量減少為7.5g-0.1mol×65g/mol=1g，
CuSO₄+Zn=ZnSO₄+Cu  固體質(zhì)量減少△m
1mol      1mol      65g-64g=1g
x          y           1g
故x=y=

1mol×1g

1g

=1mol，
由Cu+2H₂SO₄（濃）

△   .

CuSO₄+SO₂↑+H₂O，可知n（SO₂）=n（CuSO₄）=1mol，
根據(jù)硫元素守恒：n_原（H₂SO₄）=n（ZnSO₄）+n（SO₂）=1mol+0.1mol+1mol=2.1mol，
原 H₂SO₄的物質(zhì)的量濃度 c（H₂SO₄）=

2.1mol

0.115L

=18.3mol/L，
答：原硫酸的物質(zhì)的量濃度為18.3mol/L．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)方程式計(jì)算、混合物計(jì)算，關(guān)鍵是明確發(fā)生的反應(yīng)、理解Zn反應(yīng)時(shí)固體質(zhì)量減輕．