Question

現(xiàn)將30g鐵粉與44mL濃硫酸在加熱條件下充分反應(yīng)，收集到11.2L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），其質(zhì)量為19.6g．
（1）鐵粉是否有剩余？剩余多少克？
（2）試計(jì)算濃硫酸的物質(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：

分析：（1）生成氣體的物質(zhì)的量為

11.2L

22.4L/mol

=0.5mol，生成氣體的平均摩爾質(zhì)量=

19.6g

0.5mol

=39.2g/mol，所以生成氣體為SO₂、H₂的混合氣體，由于氧化性：Fe³⁺＞H⁺，故反應(yīng)生成FeSO₄，設(shè)SO₂、H₂的物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，根據(jù)二者總物質(zhì)的量、總質(zhì)量列方程計(jì)算SO₂、H₂的物質(zhì)的量，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算參加反應(yīng)Fe的物質(zhì)的量，再計(jì)算反應(yīng)Fe的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算剩余Fe的總質(zhì)量；
（2）Fe有剩余，硫酸完全反應(yīng)，根據(jù)硫元素守恒計(jì)算n（H₂SO₄）=n（FeSO₄）+n（SO₂），進(jìn)而計(jì)算硫酸的濃度．

解答： 解析：由于濃硫酸、稀硫酸均可氧化Fe，所以首先要判斷產(chǎn)生氣體的成分．
（1）生成氣體的物質(zhì)的量為

11.2L

22.4L/mol

=0.5mol，生成氣體的平均摩爾質(zhì)量=

19.6g

0.5mol

=39.2g/mol，所以生成氣體為SO₂、H₂的混合氣體，設(shè)其物質(zhì)的量分別為xmol、ymol，則：
①x+y=0.5
②64x+2y=19.6
聯(lián)立方程，解得x=0.3，y=0.2
由于氧化性：Fe³⁺＞H⁺，反應(yīng)生成氫氣，故Fe反應(yīng)生成FeSO₄，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，參加反應(yīng)Fe為

0.3mol×(6-4)+0.2mol×2

2

=0.5mol，故參加反應(yīng)Fe的質(zhì)量為0.5mol×56g/mol=28g＜30g，故Fe有剩余，剩余Fe的質(zhì)量為30g-28g=2g，
答：Fe有剩余，剩余Fe的質(zhì)量為2g．
（2）Fe有剩余，則硫酸完全反應(yīng)，根據(jù)硫元素守恒n（H₂SO₄）=n（FeSO₄）+n（SO₂）=n（Fe）+n（SO₂）=0.5mol+0.3mol=0.8mol，故硫酸的物質(zhì)的量濃度為

0.8mol

0.044L

=18.2mol/L，
答：該濃硫酸的物質(zhì)的量濃度為18.2mol/L．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)方程式有關(guān)計(jì)算，由于濃硫酸、稀硫酸均可氧化Fe，所以首先要判斷產(chǎn)生氣體的成分，注意利用守恒法使問題簡(jiǎn)單化，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力，難度中等．