Question

向30.0mL硫酸铜溶液中加入过量铝粉，待充分反应后，再向其中加入2.00mol/L烧碱溶液，至沉淀不再减少，消耗烧碱溶液210mL，且收集到气体0.672L（标准状况）．据此计算：
（1）加入铝粉的质量．
（2）原硫酸铜溶液的物质的量浓度．

Answer 1

解：发生反应的离子方程式为 3Cu²⁺+2Al=3Cu+2Al³⁺ …①Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O …②
2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑…③
由题可知n（H₂）==0.03mol，
则反应③消耗的n（NaOH）=0.0200mol，n（Al）=0.0200mol，
反应②消耗的n（NaOH）=2.00mol?L^-1×0.210L-0.0200mol=0.400mol，
则反应①消耗的n（Al）=0.100mol，n（Cu²⁺）=0.150mol
故加入铝粉的质量为 m（Al）=（0.100mol+0.0200mol）×27.0g?mol^-1=3.24g，
硫酸铜溶液的浓度为c（CuSO₄）==5mol/L，
答：（1）加入铝粉的质量为3.24g；
（2）原硫酸铜溶液的物质的量浓度为5mol/L．
分析：根据反应的离子方程式计算，①3Cu²⁺+2Al=3Cu+2Al³⁺ ②Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O ③2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
计算时注意根据铝守恒和NaOH守恒，结合方程式和质量守恒定律计算该题．
点评：本题考查物质的量应用于化学方程式的计算，题题目难度中等，计算时要正确写出有关反应的化学方程式．