Question

【題目】向100mLH2SO4與CuSO4的混合溶液中加入11.2g鐵粉，充分反應(yīng)后固體質(zhì)量仍為11.2g 。將反應(yīng)后得到的固體再與足量的稀硫酸反應(yīng)可得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體2.24L。

（1）求混合液中的H2SO4與CuSO4的物質(zhì)的量之比；

（2）求混合液中H2SO4的物質(zhì)的量濃度。

Answer 1

【答案】1:7 0.125mol/L

【解析】

向含H2SO4和CuSO4的混合溶液中加入11.2g鐵粉，根據(jù)反應(yīng)后得到的固體再與足量的稀硫酸反應(yīng)可得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體2.24L，說(shuō)明鐵過(guò)量。由于鐵能與硫酸、硫酸銅發(fā)生反應(yīng)，得固體質(zhì)量仍為11.2g，說(shuō)明參加反應(yīng)的鐵與生成的銅的質(zhì)量相等。根據(jù)鐵和硫酸銅反應(yīng)的化學(xué)方程式，由銅的質(zhì)量可求出與硫酸銅反應(yīng)的鐵的質(zhì)量，進(jìn)而求出與硫酸反應(yīng)的鐵的質(zhì)量，最后根據(jù)鐵和硫酸反應(yīng)的方程式求出硫酸的質(zhì)量，進(jìn)而求得物質(zhì)的量之比。

將反應(yīng)后得到的固體再與足量的稀硫酸反應(yīng)可得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體2.24L，說(shuō)明11.2g鐵與H2SO4和CuSO4反應(yīng)后仍有剩余，因鐵與稀硫酸反應(yīng)生成的氣體是氫氣，所以n（H2）=2.24L÷22.4L/mol=0.1mol，由Fe+ H2SO4 ═FeSO4 +H2 ↑可知，F(xiàn)e與H2的物質(zhì)的量之比是1:1，所以與H2SO4和CuSO4反應(yīng)后剩余的鐵的物質(zhì)的量是0.1mol，質(zhì)量是0.1mol×56g/mol=5.6g。則與H2SO4和CuSO4反應(yīng)Fe的質(zhì)量是（11.2-5.6）=5.6g，根據(jù)反應(yīng)前后固體質(zhì)量不變，則生成銅的質(zhì)量也為5.6g。設(shè)與硫酸銅反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為x，所含CuSO4的物質(zhì)的量為y，

Fe+ CuSO4═FeSO4+ Cu

56 1mol 64

x y 5.6g

根據(jù)關(guān)系式解得： x=4.9g y=0.0875mol，

那么與硫酸反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為：5.6g ﹣ 4.9g=0.7g

設(shè)混合溶液中所含H2SO4的物質(zhì)的量為 z

Fe+ H2SO4 ═FeSO4 +H2 ↑

56 1mol

0.7g z

根據(jù)關(guān)系式解得： z=0.0125mol，所以混合溶液中所含H2SO4和CuSO4的物質(zhì)的量之比為0.0125: 0.0875 =1:7，故答案是1:7。

（2）. 根據(jù)（1）中分析可知，原混合溶液中所含H2SO4的物質(zhì)的量是0.0125mol，則c（H2SO4）= 0.0125mol÷0.1L=0.125mol/L，故答案是0.125mol/L。