向120mL某浓度硫酸溶液中加入一定量铜片,在加热条件下反应,铜片全部溶解,将所得溶液稀释到500mL,再加入足量锌粉,使之充分反应,收集到2.24L（标准状况）氢气.过滤,将所得固体洗涤干燥后称

来源：学生作业帮助网编辑：作业帮时间：2024/05/08 05:19:04

向120mL某浓度硫酸溶液中加入一定量铜片,在加热条件下反应,铜片全部溶解,将所得溶液稀释到500mL,再加入足量锌粉,使之充分反应,收集到2.24L（标准状况）氢气.过滤,将所得固体洗涤干燥后称
向120mL某浓度硫酸溶液中加入一定量铜片,在加热条件下反应,铜片全部溶解,将所得溶液稀释到500mL,再加入足量锌粉,使之充分反应,收集到2.24L（标准状况）氢气.过滤,将所得固体洗涤干燥后称量,质量比加入的锌粉少了7.5g,问：所用硫酸的物质的量浓度为多少?答案是17.5mol/L但是我不懂社么是“过滤,将所得固体洗涤干燥后称量,质量比加入的锌粉少了7.5g”...

向120mL某浓度硫酸溶液中加入一定量铜片,在加热条件下反应,铜片全部溶解,将所得溶液稀释到500mL,再加入足量锌粉,使之充分反应,收集到2.24L（标准状况）氢气.过滤,将所得固体洗涤干燥后称
所得固体为剩余的锌和铜的混合物,硫酸锌溶于水被冲走,7.5g为与硫酸反应的锌粉的质量加上与硫酸铜反应的锌粉与铜的质量差.根据Zn+H2SO4=ZnSO4+H2得,与硫酸反应的锌粉质量为0.1mol（6.5g）,Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,根据差量法,Zn与Cu原子量相差1,得到铜的质量为64g（1mol）,Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2+2H2O,得到生成二氧化硫1mol,根据硫原子守恒,与铜反应后得到的硫酸与硫酸铜的混合物中,含有硫酸铜1mol,硫酸0.1mol,这些都与锌粉反应生成了硫酸锌,所以原溶液中硫酸物质的量为2.1mol,所以物质的量浓度为17.5mol/L

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铜片溶解证明发生了反应：Cu（s） + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2(g) + 2H2O
加入锌粉后发生两个反应，一是锌和稀硫酸的反应：Zn（s）+ H2SO4 = ZnSO4 + H2（g）
另外由于锌的活动性强于铜，所以还会发生置换反应：Zn（s）+ CuSO4 = ZnSO4 +Cu(s)
从氢气2.24L看出反应二损失的Zn为0.1mol，其余的损失是由反应三导致的，可以算出Cu的量为1mol，再根据Cu和Zn的质量由前两个方程算出H2SO4的量为2.1mol，H2SO4浓度为2.1/0.12=17.5mol/L
过滤所得的固体不仅有未反应的Zn粉，还有置换出的Cu

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过滤：是将不溶性固体物质与液体的分离。
铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化硫。
反应后的溶液加水稀释后，未反应硫酸溶液变为稀硫酸，加入锌粉后，锌粉先与硫酸铜反应，只有锌粉把硫酸铜完全置换后，铜才能与稀硫酸发生置换反应。因为Cu^2+的氧化性大于H^+，一种还原剂与多种氧化剂反应时，先还原氧化性强的。
Zn+ CuSO4 =ZnSO4 + Cu
65 64
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑
根据上面的化学方程式可知：每65份质量的锌粉与硫酸铜恰好完全反应时生成64份质量的铜，固体质量减少1份，锌粉与稀硫酸反应时，反应多少克固体质量减少多少克。具体过程如下：
设稀硫酸溶液中含硫酸的物质的量为X，稀硫酸消耗锌粉的质量为Y
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑
65 1 22.4
Y X 2.24L
X=0.1mol
Y=6.5g
则锌粉与硫酸铜溶液反应固体减少的质量=7.5g-6.5g=1g
设铜片与浓硫酸反应生成硫酸铜的物质的量为Z
Zn+ CuSO4 =ZnSO4 + Cu △m（减少质量）
65 1 64 65-64=1
Z 1g
Z=1mol
设铜片消耗浓硫酸的物质的量为W
Cu+2H2SO4=△=CuSO4+2H2O+SO2↑
2 1
W 1mol
W=2mol
120mL浓硫酸溶液中一共含有的硫酸的物质的量=2mol+0.1mol=2.1mol
所用硫酸的物质的量浓度为2.1mol/0.12L=17.5mol/L
希望我的回答能对你的学习有帮助！

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