题目

高一化学有关硫酸的计算
有0.15L浓硫酸,加入铜片后加热,使铜片全部溶解,冷却至室温后加水稀释至1L.取出50.0mL,加入还原铁粉7g,充分反应后生成气体1.68L（标准状况下）,溶液中留有3.04g残渣,所得溶液为硫酸亚铁溶液.求原硫酸溶液的物质的量浓度.

提问时间：2020-10-01

答案

加入铁粉反应方程式：
1.Fe+H2SO4——FeSO4+H2
2.Fe+CuSO4——FeSO4+Cu
因此生成1.68L气体为氢气.
生成氢气为1.68/22.4=0.075mol,故与硫酸反应的铁粉为0.075mol.其余的铁粉为7/56-0.075=0.05mol.
假设残渣全是铁粉,残渣质量应该是56*0.05=2.8g
而残渣全是铜,残渣质量应该是64*0.05=3.2g
利用差量法
Fe 2.8 0.16
3.04
Cu 3.2 0.24
因此残渣中铁与铜的摩尔比为0.16：0.24,即2：3
故残渣中铁粉摩尔数为0.05mol*2/5=0.02mol,即质量为56*0.02=1.12g
残渣中铜摩尔数为0.05*3/5=0.03mol,即质量为64*0.03=1.92g
所以所取的50ml溶液中含硫酸根离子摩尔数为生成氢气的摩尔数与置换出铜的摩尔数之和,即0.075+0.03=0.105mol,也就表示含硫酸0.105mol
故1L溶液中含硫酸0.105mol*1L/0.05L=2.1mol
因此远硫酸溶液物质的量浓度为2.1mol/0.15L=14mol/L