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将一定量的铜粉加入100mL浓硫酸中,加热,充分反应后放出13.44L(标准状况下)气体,固体有剩余,将反应后的溶液稀释到500mL,再向其中加入足量铁粉,又放出13.44L(标准状况下)气体.
(1)写出所发生反应的化学方程式
(2)计算原浓硫酸的物质的量浓度
(3)计算最终溶解的铁粉的质量.
(1)铜与浓硫酸在加热条件下反应方程式为:Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O,
答:反应方程式为Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O.
(2)n(SO2)=
13.44L
22.4L/mol
=0.6mol,n(H2)=
13.44L
22.4L/mol
=0.6mol,
由Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O可知,n1(H2SO4)=2n(SO2)=1.2mol,
由Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑可知,n2(H2SO4)=n(H2)=0.6mol,
故c(H2SO4)=(1.2mol+0.6mol)÷0.1L=18mol/L,
答:原浓硫酸的物质的量浓度为18mol/L.
(3)最终为FeSO4溶液,根据硫原子守恒可知n(FeSO4)=1.2mol+0.6mol-0.6mol=1.2mol,
根据Fe元素守恒可知n(Fe)=n(FeSO4)=1.2mol,故溶解m(Fe)=1.2×56g/mol=67.2g,
答:最终溶解的铁粉的质量为67.2g.
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