Question

向30.0mL硫酸銅溶液中加入過量鋁粉，待充分反應后，再向其中加入2.00mol/L燒堿溶液，至沉淀不再減少，消耗燒堿溶液210mL，且收集到氣體0.672L（標準狀況）．據此計算：
（1）加入鋁粉的質量．
（2）原硫酸銅溶液的物質的量濃度．

Answer 1

分析：根據反應的離子方程式計算，①3Cu²⁺+2Al=3Cu+2Al³⁺ ②Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O ③2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，
計算時注意根據鋁守恒和NaOH守恒，結合方程式和質量守恒定律計算該題．

解答：解：發生反應的離子方程式為  3Cu²⁺+2Al=3Cu+2Al³⁺  …①Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O …②
2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑…③
由題可知n（H₂）=

0.672L

22.4L/mol

=0.03mol，
則反應③消耗的n（NaOH）=0.0200mol，n（Al）=0.0200mol，
反應②消耗的n（NaOH）=2.00mol?L^-1×0.210L-0.0200mol=0.400mol，
則反應①消耗的n（Al）=0.100mol，n（Cu²⁺）=0.150mol 
故加入鋁粉的質量為 m（Al）=（0.100mol+0.0200mol）×27.0g?mol^-1=3.24g，
硫酸銅溶液的濃度為c（CuSO₄）=

0.15mol

0.03L

=5mol/L，
答：（1）加入鋁粉的質量為3.24g；
（2）原硫酸銅溶液的物質的量濃度為5mol/L．

點評：本題考查物質的量應用于化學方程式的計算，題題目難度中等，計算時要正確寫出有關反應的化學方程式．