Question

6．将一定质量的铁投入20mL浓硫酸中，加热充分反应后固体有剩余并收集气体4.48L（标准状况），质量为6.6g；则
（1）参加反应的铁的质量为11.2g．
（2）硫酸溶液的物质的量浓度为15mol/L．

Answer 1

分析 反应后固体有剩余，加热发生Fe+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeSO₄+2H₂O+SO₂↑，n（气体）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，若气体为二氧化硫其质量为0.2mol×64g/mol=12.8g＞6.6g，则还发生Fe+H₂SO₄（稀）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeSO₄+H₂↑，结合物质的量关系及质量关系计算．

解答 解：反应后固体有剩余，加热发生Fe+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeSO₄+2H₂O+SO₂↑，n（气体）=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，若气体为二氧化硫其质量为0.2mol×64g/mol=12.8g＞6.6g，则还发生Fe+H₂SO₄（稀）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeSO₄+H₂↑，
设二氧化硫、氢气的物质的量分别为x、y，则
$\left\{\begin{array}{l}{x+y=0.2}\\{64x+2y=6.6}\end{array}\right.$
解得x=0.1mol，y=0.1mol，
（1）由反应可知，n（Fe）=n（SO₂）+n（H₂）=0.2mol，其质量为0.2mol×56g/mol=11.2 g，故答案为：11.2 g；　
（2）由反应可知，n（H₂SO₄）=2n（SO₂）+n（H₂）=0.3mol，则硫酸溶液的物质的量浓度为$\frac{0.3mol}{0.02L}$=15 mol/L，故答案为：15 mol/L．

点评 本题考查氧化还原反应的计算，为高频考点，把握发生的反应及物质的、质量关系为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，题目难度不大．