Question

4．向铜片中加入某浓度的硫酸120mL，在加热条件下反应，待铜片全部溶解后，将溶液稀释到500mL，再加入足量的锌粉，使之完全反应收集到标况下2.24L，过滤后得固体，干燥后质量减轻了0.75g，求原浓硫酸的物质的量浓度．

Answer 1

分析 发生Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，再加入足量的锌粉，发生Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu、Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，结合n=$\frac{V}{Vm}$、c=$\frac{n}{V}$计算．

解答 解：再加入足量的锌粉，发生Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu、Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，
由n（H₂）=$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol、Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑可知，剩余硫酸为0.1mol，
又过滤后得固体，干燥后质量减轻了0.75g，则
Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu   质量差
65             64     1
                m     0.75g
解得m（Cu）=48g，n（Cu）=$\frac{48g}{64g/mol}$=0.75mol，
由Cu原子守恒及Cu+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO₄+SO₂↑+2H₂O可知，消耗的硫酸为0.75mol×2=1.5mol，
原硫酸的物质的量为1.5mol+0.1mol=1.6mol，其浓度为$\frac{1.6mol}{0.12L}$=13.33mol/L，
答：原浓硫酸的物质的量浓度为13.33mol/L．

点评 本题考查化学反应方程式的计算，为高频考点，把握发生的反应、质量差计算及物质的量的有关计算为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，题目难度不大．