Question

將一定量的銅粉加入100mL濃硫酸中，加熱，充分反應后放出13.44L（標準狀況下）氣體，固體有剩余，將反應后的溶液稀釋到500mL，再向其中加入足量鐵粉，又放出13.44L（標準狀況下）氣體．
（1）寫出所發生反應的化學方程式
（2）計算原濃硫酸的物質的量濃度
（3）計算最終溶解的鐵粉的質量．

Answer 1

（1）銅與濃硫酸在加熱條件下反應方程式為：Cu+2H₂SO₄（濃）=CuSO₄+SO₂↑+2H₂O，
答：反應方程式為Cu+2H₂SO₄（濃）=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（濃）=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：原濃硫酸的物質的量濃度為18mol/L．
（3）最終為FeSO₄溶液，根據硫原子守恒可知n（FeSO₄）=1.2mol+0.6mol-0.6mol=1.2mol，
根據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：最終溶解的鐵粉的質量為67.2g．