Question

向100 ml濃硫酸中加入64 g銅片，加熱一段時間后，至不再反應為止，請回答下列問題：
（1）寫出反應的化學方程式：                                               。
（2）若反應中有1.5 mol電子轉移，被還原的硫酸為         mol，標準狀況下生成的SO₂氣體體積為               L。
（3）將（2）反應后液體過濾，加水稀釋濾液至500 ml，加足量Zn粉，經足夠長的時間后，放出標準狀況下6.72L H₂，則反應的Zn的質量為     g，原濃硫酸的物質的量濃度為
     mol·L^-1。

Answer 1

(1)Cu＋2H₂SO₄ (濃)CuSO₄＋SO₂↑＋2H₂O
(2)0.75 mol；  16.8 L   (3)19.5 g;  18 mol·L^-1

考查根據方程式進行的有關計算。
（1）在加熱的條件下，濃硫酸能和銅反應，方程式為Cu＋2H₂SO₄ (濃)CuSO₄＋SO₂↑＋2H₂O。
（2）在反應硫酸中硫的化合價從＋6價降低到＋4價，轉移2個電子，所以若反應中有1.5 mol電子轉移，被還原的硫酸為1.5mol÷2＝0.75 mol。生成的SO₂是0.75 mol，其標準狀況下的體積是0.75 mol×22.4L＝16.8 L。同時生成硫酸銅是0.75mol，參加反應的硫酸是1.5mol。
（3）稀釋后是稀硫酸，和鋅反應生成氫氣，方程式為Zn＋H₂SO₄=ZnSO₄＋H₂↑。根據題意可知，氫氣是6.72L÷22.4L/mol＝0.3mol，所以參加反應的鋅也是0.3mol。但鋅也和溶液中的硫酸銅反應，方程式為Zn＋CuSO₄=ZnSO₄＋Cu。根據（2）可知消耗鋅是0.75mol，所以消耗鋅的總質量是1.05mol×65g/mol＝68.25g，參加反應的硫酸是0.3mol。因此根據（2）可知原溶液中硫酸是1.5mol＋0.3mol＝1.8mol，所以硫酸的濃度是1.8mol÷0.1L＝18mol/L。