Question

13．有一包鐵粉和氧化銅混合均勻的粉末樣品4.40g，加入50mL稀硫酸恰好充分反應(yīng)后，得到只含一種金屬陽離子的淺綠色溶液和1.28g固體銅．并放出H₂．試計算：
（1）固體銅的物質(zhì)的量為0.02mol，該樣品中鐵粉和氧化銅的物質(zhì)的量之比為5：2．
（2）硫酸的物質(zhì)的量的濃度1.0 mol•L^-1，產(chǎn)生H₂在標準狀況下的體積0.672L．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)后得到只含一種金屬陽離子的淺綠色溶液和1.28g固體銅，說明反應(yīng)后恰好生成硫酸亞鐵，氧化銅完全轉(zhuǎn)化成銅單質(zhì)，根據(jù)n=$\frac{m}{M}$計算出1.28gCu的物質(zhì)的量，然后根據(jù)銅元素守恒得出CuO的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計算出CuO的質(zhì)量，然后根據(jù)混合物總質(zhì)量計算出鐵粉的質(zhì)量，再結(jié)合n=$\frac{m}{M}$計算出計算出該樣品中鐵粉和氧化銅的物質(zhì)的量之比；
（2）根據(jù)硫酸根離子守恒可得出硫酸的物質(zhì)的量，然后根據(jù)c=$\frac{n}{V}$計算出硫酸的濃度；根據(jù)電子守恒計算出生成氫氣的物質(zhì)的量，再根據(jù)V=nVm計算出產(chǎn)生H₂在標準狀況下的體積．

解答 解：（1）鐵粉和氧化銅混合均勻的粉末樣品4.40g，加入50mL稀硫酸恰好充分反應(yīng)后，得到只含一種金屬陽離子的淺綠色溶液和1.28g固體銅，說明反應(yīng)后溶質(zhì)為硫酸亞鐵，CuO中的銅元素完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化成Cu單質(zhì)，1.28g銅的物質(zhì)的量為：$\frac{1.28g}{64g/mol}$=0.02mol，根據(jù)銅元素質(zhì)量守恒可知原混合物中CuO的物質(zhì)的量為0.02mol，質(zhì)量為：80g/mol×0.02mol=1.6g，則原混合物中鐵粉的質(zhì)量為：4.4g-1.6g=2.8g，鐵粉的物質(zhì)的量為：$\frac{2.8g}{56g/mol}$=0.05mol，所以該樣品中鐵粉和氧化銅的物質(zhì)的量之比=0.05mol：0.02mol=5：2，
故答案為：0.02；5：2；
（2）反應(yīng)后溶質(zhì)為硫酸亞鐵，硫酸恰好反應(yīng)，根據(jù)硫酸根離子守恒可知50mL稀硫酸中含有硫酸的物質(zhì)的量為：n（H₂SO₄）=n（FeSO₄）=n（Fe）=0.05mol，該稀硫酸的濃度為：c（H₂SO₄）=$\frac{0.05mol}{0.05L}$=1.0mol/L；
根據(jù)（1）可知原混合物中含有0.05molFe、0.02molCuO，根據(jù)根據(jù)電子守恒可知：2n（Fe）=2n（H₂）+2n（CuO），則n（H₂）=0.05mol-0.02mol=0.03mol，標準狀況下0.03mol氫氣的體積為：22.4L/mol×0.03mol=0.672L，
故答案為：1.0；0.672．

點評 本題考查了混合物反應(yīng)的計算，題目難度中等，明確發(fā)生反應(yīng)的實質(zhì)為解答關(guān)鍵，注意掌握守恒思想在化學(xué)計算中的應(yīng)用，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計算能力．