Question

14．（1）西班牙的瑞奧汀托河是一條酸河，河水中含有硫酸亞鐵和硫酸．經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這是由于上游河床含有黃鐵礦（FeS₂，鐵為+2價），在水中氧的作用下，發(fā)生了反應：2FeS₂+7O₂+2H₂O═2FeSO₄+2H₂SO₄．反應中FeS₂是還原劑，氧化產(chǎn)物是FeSO₄、H₂SO₄，當有1mol FeS₂完全反應時，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)14mol．
（2）某同學打算用稀硫酸與金屬鋅反應制備標準狀況下的氫氣224ml，為防止硫酸過量而造成浪費，實驗中應需要硫酸0.01mol．
（3）實驗室現(xiàn)有一瓶稀硫酸如圖A所示，B為空瓶，若利用A瓶中的稀硫酸配制B瓶上標簽所示稀硫酸240ml，需要準備的玻璃儀器有量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管和250mL容量瓶，所需A瓶中稀硫酸的體積125.0mL．在配制溶液時若實驗遇到下列情況，會造成所配硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度偏低的操作是（填序號）①③．
①稀釋的硫酸轉(zhuǎn)移到容量瓶中后未洗滌燒杯
②趁熱將溶液注入容量瓶中并定容
③搖勻后發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線于是又加水
④容量瓶中原有少量蒸餾水．

Answer 1

分析 （1）所含元素化合價升高的反應物為還原劑，發(fā)生氧化反應得到氧化產(chǎn)物，所含元素化合價降低的反應物為氧化劑，發(fā)生還原反應得到還原產(chǎn)物；
FeS₂完中Fe元素化合價不變，S元素化合價由-1價升高為硫酸、硫酸亞鐵中的+6價；
（2）Zn與硫酸反應生成硫酸鋅與氫氣，根據(jù)H原子守恒計算需要硫酸物質(zhì)的量；
（3）沒有240mL容量瓶，應選擇250mL容量瓶，根據(jù)n=cV計算硫酸的物質(zhì)的量，根據(jù)c=$\frac{1000ρω}{M}$計算30%稀硫酸的物質(zhì)的量濃度，再根據(jù)V=$\frac{n}{c}$計算需要30%硫酸的體積；
分析操作對溶液體積或溶質(zhì)物質(zhì)的量影響，再根據(jù)c=$\frac{n}{V}$判斷對所配溶液濃度影響．

解答 解：（1）FeS₂完中Fe元素化合價不變，S元素化合價由-1價升高為硫酸、硫酸亞鐵中的+6價，F(xiàn)eS₂是還原劑，氧化產(chǎn)物是FeSO₄、H₂SO₄，當有1mol FeS₂完全反應時，轉(zhuǎn)移的電子為1mol×2×[6-（-1）]=14mol，
故答案為：還原；FeSO₄、H₂SO₄；14；
（2）Zn與硫酸反應生成硫酸鋅與氫氣，生成氫氣為$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，根據(jù)H原子守恒：n（H₂SO₄）=n（H₂）=0.01mol，
故答案為：0.01；
（3）沒有240mL容量瓶，應選擇250mL容量瓶，需要硫酸的物質(zhì)的量為0.25L×2mol/L=0.5mol，根據(jù)c=$\frac{1000ρω}{M}$可知，30%稀硫酸的物質(zhì)的量濃度為$\frac{1000×1.31×30%}{98}$mol/L≈4mol/L，故需要30%硫酸的體積為$\frac{0.5mol}{4mol/L}$=0.125L=125.0mL；
①稀釋的硫酸轉(zhuǎn)移到容量瓶中后未洗滌燒杯，引入容量瓶中溶質(zhì)硫酸的物質(zhì)的量偏小，所配溶液濃度偏低，故符合；
②趁熱將溶液注入容量瓶中并定容，冷卻后溶液體積偏小，所配溶液濃度偏高，故不符合；
③搖勻后發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線，少量溶液殘留再瓶口與瓶塞之間，再加水，溶液體積偏大，所配溶液濃度偏低，故符合；
④需要加水進行定容，容量瓶中原有少量蒸餾水，不影響溶液濃度，故不符合，
故答案為：250mL容量瓶；125.0mL；①③．

點評 本題考查氧化還原反應、一定物質(zhì)的量濃度溶液配制，屬于拼合型題目，注意根據(jù)化合價理解氧化還原反應基本概念，根據(jù)c=$\frac{n}{V}$理解溶液配制原理與誤差分析．