Question

向30.4g 氧化铜和铜的混合物中加入50 mL 15 mol?L^-1的硫酸，加热使之完全溶解，将生成的蓝色溶液稀释至500 mL，此时向溶液中加入50 g过量铁粉，充分反应后，收集到标准状况下的气体5.6 L，固体不溶物39.2 g，求：
（1）500 mL蓝色溶液的pH值；（不考虑弱电解质的水解）
（2）充分反应后溶液中溶质的物质的量浓度；（溶液体积仍为500 mL）混合物中氧化铜的质量分数．（结果保留一位小数）

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算,化学方程式的有关计算

专题：计算题

分析：（1）依据铁与硫酸反应生成5.6L氢气，计算氢气得到物质的量，然后依据化学反应方程式找出原硫酸的物质的量浓度，计算即可；
（2）依据最后溶液中只剩余硫酸亚铁以及剩余固体的成分，分析解答即可．

解答： 解：（1）铁和剩余硫酸反应生成气体5.6L，物质的量=

5.6L

22.4L/mol

=0.25mol
 依据Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
得出 1   1         1
  0.25   0.25     0.25  
故500 mL蓝色溶液（CuSO₄和H₂SO₄）混合物的pH值：（2×0.25mol）÷0.5L=1mol?L^-1，pH=0，
答：500 mL蓝色溶液的pH值为0；
（2）充分反应后溶液中溶质为FeSO₄，物质的量浓度：O.25mol÷0.5L=0.5mol?L^-1
设：混合物中氧化铜和铜的物质的量分别为x和y
据题意：80x+64y=30.4 ①，固体不溶物39.2 g 为过量的铁和生成的铜，
据此得：（50-0.25×56）-56x-56y+（ x+y）×64=39.2g ②由①②解得；x=0.3mol，y=0.1mol，故CuO的质量分数为：

80×0.3

30.4

×100=78.9%，
答：充分反应后溶液中溶质的物质的量浓度为0.5mol?L^-1；混合物中氧化铜的质量分数为78.9%．

点评：本题主要考查的是有关混合物的计算，熟练掌握化学反应方程式，设出未知数，找出等量关系是解决此类题的关键，难度较大．