向30ml硫酸铜溶液中加入过量铝粉,待充分反应后,再向其中加入2.0mol/L烧碱溶液,至沉淀不再
根据气体体积知铝与烧碱反应产生氢气物质的量为0.672/22.4=0.03mol,根据2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑知铝反应了0.02mol,参与反应的烧碱0.02mol铝置换铜随后加烧碱沉淀至沉淀不在减少知产物为偏铝酸钠,根据钠元素守恒有0.21Lx2mol/L-0.02mol=0.4mol而在偏铝酸钠中钠铝元素物质的量相等所以铝置换铜消耗0.4mol所以铝总共加入0.42mol质量为0.42x27=11.34g,根据2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu,知2/0.4=3/x得硫酸铜物质的量0.6mol所以浓度0.6mol/0.03L=20mol/L
此题有问题,硫酸铜溶液与铝反应,生成的铜应该也算沉淀,烧碱是不与铜反应的,"加入2mol/L烧碱溶液至沉淀恰好消失消耗烧碱溶液210mL"就无从谈起了,
所以,我觉得,此题应该为"向30ml硫酸铜溶液中加入过量铝粉,充分反应后,再向其中加入2mol/L烧碱溶液至氢氧化铝沉淀恰好消失消耗烧碱溶液210mL,并收集到气体0.03mol求原硫酸铜溶液的物质的量浓度"
这样一来,题目就没问题了.
由"收集到气体0.03mol"知0.03mol为H2,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2,所以,有0.02molNaOH与多余的Al反应,这样,可得与硫酸铝反应的烧碱溶液有2mol/L*210mL-0.02mol=0.42mol-0.02mol=0.4mol 因为,Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3+3Na2SO4,所以,Al2(SO4)3有1/15mol,
因为3CuSO4+2Al=Al2(SO4)3+3Cu,所以CuSO4有0.2mol,硫酸铜溶液的物质的量浓度为0.2mol/30ml=6.7mol/L
3Cu2+ + 2Al = 2Al3+ + 3Cu
过量的Al与烧碱反应:
2Al + 2OH- + 2H2O= 2AlO2- + 3 H2
烧碱与第一步反应得到的Al3+反应,生成沉淀:
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3
烧碱与氢氧化铝沉淀进一步反应:
Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O
总的结果:
Al3+ + 4 OH- = AlO2- + 2H2O
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3Cu2+ ~ 2 Al ~ 8 NaOH (1)
2Al ~ 3 H2 ~ 2 NaOH (2)
根据(2)关系式:
H2: 0.672/22.4= 0.03 mol
所消耗的NaOH的量:0.02 mol
所反应的Al的量:0.02 mol
所有NaOH的量:2.0×0.210 = 0.42mol
根据(1)关系式:
用于关系式(1)的NaOH的量:0.42-0.02 = 0.4 mol
还原Cu2+所用的Al的量:0.4×1/4 = 0.1 mol
Cu2+的物质的量:0.4×3/8 = 0.15 mol
1.所加入铝粉的质量: (0.02+0.1)×27 = 3.24 g
2. 原硫酸铜溶液的物质的量浓度:0.15/0.03 = 5 mol/L
反应方程式如下:
3CuSO4+2Al==3Cu+ Al2(SO4)3
2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2
Al2(SO4)3+8NaOH==2NaAlO2+4H2O+3NaSO4
首先根据反应方程式第二条得:
2Al--------------2NaOH -------------3H2
X Y0.03mol(用0.672L除以22.4L/mol)
解之得:和硫酸铜反应后剩下的铝粉物质的量X=0.02mol
和过量铝粉反应消耗的氢氧化钠的物质的量Y=0.02mol
由因为总消耗的氢氧化钠的物质的量为:2mol/L×0.21L=0.42mol
所以和硫酸铝反应所用的氢氧化钠的物质的量为:0.42-0.02mol=0.4mol
再根第一条和第三条反应方程式可以得到:
3CuSO4---------2Al----------- Al2(SO4)3-------8NaOH
a b 0.4mol
所以硫酸铜的物质的量为:a=0.4×3÷8=0.15mol
和硫酸铜反应的铝的物质的量为:b=0.4×2÷8=0.10mol
所以Al的总质量为:m=(0.02+0.10)mol×27g/mol=3.24g
硫酸铜的物质的量是:C=0.15mol÷0.03L=5mol/L
(2)、2Al+2NaOH+2H2O=2NaALO2+3H2↑
(3)、Al2(SO4)3+8NaOH=2NaAlO2+3Na2SO4
n(H2)=0.672/22.4=0.03mol得知第二个反应中消耗的氢氧化钠为0.02mol(铝的物质的量也是0.02mol),而总的氢氧化钠的物质的量是n(NaOH)=0.21*2=0.42mol,所以可以得出第三个反应消耗的氢氧化钠是0.42mol-0.02mol=0.4mol可得出硫酸铝的物质的量是:0.4/8=0.05mol
再由第一个反应根据硫酸铝计算硫酸铜知:硫酸铜的物质的量为:0.05×3=0.15mol,同时消耗的铝为:0.05×2=01mol,因为第一和第三个反应都消耗铝,所以铝的质量:(0.02+0.1)×27=3.24克
硫酸铜的浓度是0.15mol÷0.03L=5mol/L
另外,用守恒法也可以解:设硫酸铜的物质的量为x,铝的物质的量为y。有上述三个反应知道溶液中最终的溶质时偏铝酸钠和硫酸钠:根据硫酸根守恒知硫酸钠的物质的量也是x,其中的钠离子为2x,根据铝守恒知,偏铝酸钠的物质的量为y,那么其中的钠离子也为y。所以钠离子的物质的量为2x+y=0.42mol(即NaOH)。再根据第一和第二个反应知,铝失去的电子数等于氢离子和铜离子得到的电子数之和(即得失电子守恒):铝失去的电子数可表示为3y,铜得到的电子数可表示为2x,氢得到的电子数为:﹙0.672÷22.4﹚×2=0.06mol.所以3y=2x+0.06.解这两个方程式得出:x=0.15mol,y=0.12mol,所以硫酸铜的物质的量浓度0.15mol÷0.03L=5mol/L
铝的质量为:0.12mol×27g/mol=3.24克
说的有点啰嗦,希望你能看懂!
0.02 0.02 0.03
Al3+ +4OH- =AlO2- +2H2O
0.1 0.42-0.02
2Al + 3CuSO4 = Al2(SO4)3 + 3Cu
0.15 0.1/2
铝的质量(0.1+0.02)×27=3.24g
原硫酸铜溶液的物质的量浓度c=0.15/0.03=5mol/L
若按照你书上的答案,烧碱应该是210mL啊……
答:
1.涉及反应:
①3Cuso4+2Al=Al2(SO4)3+3Cu
②Al2(SO4)3+6NAOH=2Al(OH)3沉淀+3Na2SO4
③Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
④上述两条可合并为
Al2(SO4)3+8NaOH=2NaAlO2+3Na2SO4
⑤2AL+2NaOH=2H2O=2NaAlO2+3H2气体
(1).气体体积为0.672L,即0.03mol.
所以由⑤得与多余的Al有0.03mol/3*2=0.02mol
NaOH物质的量为:200mL*2mol/L=0.4mol
所以由④得与Al2(SO4)3反应的HaOH物质的量为:
0.4mol0.02mol=0.38mol
Al2(SO4)3的物质的量为0.38/8mol
所以①中Al物质的量为0.38/8*2mol=0.095mol
所以加入铝粉的质量m=(0.02mol+0.095mol)*27g/mol=3.105g
(2).由①得CuSO4物质的量为0.095/2*3mol=0.1425mol
所以物质的量浓度为:0.1425mol/30ml=4.75mol/L
2.涉及反应:
①Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2气体+2H2O
②3Cu+8HNO3=3CU(NO3)2+2NO气体+4H2O
Cu物质的量为:32.64g/64g/mol=0.51mol
气体物质的量为0.5mol
设参与①反应的Cu物质的量为x摩尔,参与②反应的Cu物质的量为y摩尔.
得方程组:
x+y=0.51
2x+2/3y=0.5
解得x=0.12 y=0.39
所以NO物质的量为0.39mol/3*2=0.26mol 体积为0.26mol*22.4L/mol=5.824L
NO2物质的量为0.12mol*2=0.24mol 体积为0.24mol*22.4L/mol=5.376L
由方程式2 AL+2 NAOH+2 H2O=2 NAALO2+3 H2 可知消耗的AL的物质的量为0.02摩尔
所以AL 的质量为0.54克
(2)一个铜离子结合两个氢氧根生成氢氧化铜沉淀,还剩0.42-0.02=0.40摩尔的氢氧根,可得铜离子的物质的量为0.2摩尔,因此原硫酸铜溶液的物质的量浓度为0.2/0.03摩尔/升
如何?行么?可以的给俺一点点分把 谢谢拉
2Al+2NaOH+6H20=2Na(Al(OH)4)+3H2
产生0.672L即0.03mol气体需要0.02molAl和NaOH
NaOH一共有0.21×2=0.42mol
所以有0.42-0.02=0.4mol NaOH与硫酸铝反应:
4OH- + Al3+ =(Al(OH)4)-
0.4mol NaOH与0.1mol铝离子反应,所以总共有铝0.12mol即3.24克
0.1mol铝能与0.15molCu反应,原硫酸铜溶液的物质的量的浓度=0.15/0.03=5mol/L
fb=0.4*(3+2)*10=20
fa=30-20=10
2
因为氧化钠和水不会反应,所以只有钠在和水反应
2
Na
+
2
H2O
====
2
NaOH+
H2↑
46
80
2
X
y
0.02
X=0.46
1钠块中含金属钠的质量是0.46
2
m=1.08-0.46=0.62
M
Na2O=62
N=M/m=0.01
钠块中含氧化钠的物质的量是0.01
3
y=0.8
所得溶液的溶质的质量分数=0.8/(1.08+10-0.02)=7.23%
3
①3Cuso4+2Al=Al2(SO4)3+3Cu
②Al2(SO4)3+6NAOH=2Al(OH)3沉淀+3Na2SO4
③Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
④上述两条可合并为
Al2(SO4)3+8NaOH=2NaAlO2+3Na2SO4
⑤2AL+2NaOH=2H2O=2NaAlO2+3H2气体
(1).气体体积为0.672L,即0.03mol.
所以由⑤得与多余的Al有0.03mol/3*2=0.02mol
NaOH物质的量为:200mL*2mol/L=0.4mol
所以由④得与Al2(SO4)3反应的HaOH物质的量为:
0.4mol0.02mol=0.38mol
Al2(SO4)3的物质的量为0.38/8mol
所以①中Al物质的量为0.38/8*2mol=0.095mol
所以加入铝粉的质量m=(0.02mol+0.095mol)*27g/mol=3.105g
(2).由①得CuSO4物质的量为0.095/2*3mol=0.1425mol
所以物质的量浓度为:0.1425mol/30ml=4.75mol/L
前面两题是我自己打的,最后一题是借鉴别人的