Question

一道高一化学计算题请教

向一定质量的铜片中加入115ml某浓度的硫酸，加热反应，待铜片全部溶解后，将溶液稀释到500ml，再加入足量锌粉，充分反应后，收集到2.24L（S.T.P）气体。过滤残留固体，干燥后称重，质量比加入的锌粉前减轻了7.5g。求（1）加入铜片的质量 （2）原硫酸的物质的量浓度

我有点不明白，反应生成氢气，最后一句话是什么意思？是说锌粉消耗了7.5g吗？那好像矛盾了~
还有1个问题：
为什么浓硫酸和氯化钠、二氧化锰制取氯气体现了其强酸性？

Answer 1

5 分啊，多给点吧！ 气体是氢气，残余固体不全是锌
有铜析出，因为锌粉足量。 7.5g是加入锌粉减去反应后剩余锌粉和析出的铜的差值
1molZn~~~1molH2 65g 22.4L
6.5g 2.24L 所以硫酸消耗Zn 为6.5g，所以Zn置换Cu使质量减少1g

1molZn~~~~1molCu 差值1g每mol （65-64=1）
65g 64g 1g （实际）
所以，置换出的铜有64克，即原铜片质量64克
硫酸有3个作用：1 体现氧化性：氧化铜 2体现酸性：生成硫酸铜 3体现酸性：生成硫酸锌
1··· 1molCu~~~1molSO2~~~ 1molH2SO4(氧化性) 所以氧化性硫酸有1mol （1）
1molCu~~~1molCuSO4~~~1molH2SO4(酸性) 所以酸性硫酸有1mol （2）
2··· 1molZn~~~1molCuSO4 没消耗硫酸不计
1molZn~~~1molH2SO4~~~1molH2 所以酸性硫酸有0.1mol （3）
所以，总硫酸有2.1mol 原浓度为18.261mol/L

浓硫酸是高沸点强酸，盐酸低沸点强酸。
向浓硫酸中投入氯化钠可以生成氯化氢，高沸点酸置换出低沸点酸 (体现浓硫酸酸性)
氯化氢再与二氧化锰反应生成氯气
补充一下： 硫酸与铜反应的最低浓度为11mol/L，前面的回答错了。
气体应该是氢气，因为第二次反应后才说了气体体积，如果不是氢气也应是氢气和SO2 的混合气体

Answer 2

残留固体是过量的锌粉和被置换出来的单质铜

(1)n(SO2)=2.24÷22.4=0.1mol
Cu+2H2SO4==Δ==CuSO4+SO2↑+H2O
1 1
n 0.1
n(Cu)=0.1mol m(Cu)=0.1×64=6.4g
加入铜片质量为6.4克

(2)(2)Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu
1 1
x 0.1
x=0.1mol m(Zn)=0.1×65=6.5g
m(Cu)=6.4g 之前所有的铜元素被置换出来，此时所谓的锌粉减轻了6.5-6.4=0.1g

Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
65 98
7.5-0.1 m
m=98×（7.5-0.1）÷65=11.16g
c(H2SO4)=(0.1×2+11.16÷98)÷0.115=2.73mol/L

追问

为什么2.24不是氢气？

追答

因为之前铜和硫酸反应会生产SO2，而题目信息不足以解出两种气体分别有多少。

Answer 3

有铜析出

Answer 4

残留固体是过量的锌粉和被置换出来的单质铜

(1)n(SO2)=2.24÷22.4=0.1mol
Cu+2H2SO4==Δ==CuSO4+SO2↑+H2O
1 1
n 0.1
n(Cu)=0.1mol m(Cu)=0.1×64=6.4g
加入铜片质量为6.4克

(2)(2)Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu
1 1
x 0.1
x=0.1mol m(Zn)=0.1×65=6.5g
m(Cu)=6.4g 之前所有的铜元素被置换出来，此时所谓的锌粉减轻了6.5-6.4=0.1g

Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
65 98
7.5-0.1 m
m=98×（7.5-0.1）÷65=11.16g
c(H2SO4)=(0.1×2+11.16÷98)÷0.115=2.73mol/L
之前铜和硫酸反应会生产SO2，而题目信息不足以解出两种气体分别有多少。