Question

將銅粉、鐵粉和硫酸銅粉末組成完全均勻的混合物22.4g，分成質量相等的兩份，分別放入甲、乙兩燒杯中．在甲燒杯中加入足量的蒸餾水，充分反應后，溶液呈現淺綠色，還剩下固體8g；在乙燒杯中加入足量稀硫酸91.4g，攪拌使之充分反應后，測得乙燒杯中有2.4g暗紅色固體和100g淺綠色溶液（此時溶液中只有硫酸亞鐵一種溶質）．試計算：
（1）原來22.4g混合物中硫酸銅粉末的質量；
（2）乙燒杯中反應所生成氫氣的質量；
（3）乙燒杯中的生成物溶液中硫酸亞鐵的質量分數．

Answer 1

分析：（1）甲燒杯中加入足量的蒸餾水，鐵粉與硫酸銅溶液發(fā)生反應生成銅和硫酸亞鐵，由于充分反應后溶液呈現淺綠色，可判斷溶液中硫酸銅完全反應；根據質量守恒定律，反應前銅粉、鐵粉和硫酸銅粉末的總質量與反應后剩余固體的質量差即反應生成硫酸亞鐵的質量；根據反應的化學方程式，由生成硫酸亞鐵的質量可計算反應前固體中硫酸銅的質量，其質量的2倍即原來22.4g混合物中硫酸銅粉末的質量；
（2）在乙燒杯中加入足量稀硫酸，混合物中鐵粉分別與硫酸及硫酸銅發(fā)生反應，至反應后溶液為淺綠色溶液，溶液中稀硫酸及硫酸銅完全反應；根據質量守恒定律，乙燒杯中反應前后物質總質量差即反應所生成氫氣的質量；
（3）乙燒杯中的硫酸亞鐵由鐵與硫酸銅及鐵與硫酸反應生成，其中鐵與硫酸銅反應生成硫酸亞鐵與甲燒杯中相同，與硫酸反應生成的硫酸亞鐵可根據反應的化學方程式由產生氫氣質量計算．

解答：解：（1）根據質量守恒，甲燒杯中：生成FeSO₄的質量=11.2g-8g=3.2g
設甲燒杯中CuSO₄的質量為x         
Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu  
   160    152
    x     3.2g
160：152=x：3.2g
x=3.4g
所以原混合物中CuSO₄的質量=3.4g×2=6.8g
（2）根據質量守恒，乙燒杯中生成氫氣的質量：11.2g+91.4g-100g-2.4g=0.2g
（3）設Fe與H₂SO₄反應生成FeSO₄的質量為y
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
          152   2
           y   0.2g
152：2=y：0.2g
y=15.2g
所以乙燒杯中FeSO₄的總質量為：15.2g+3.2g=18.4g
所以FeSO₄質量分數為：

18.4g

100g

×100%=18.4%
答：（1）原來22.4g混合物中硫酸銅粉末的質量6.8g；
（2）乙燒杯中反應所生成氫氣的質量0.2g；
（3）乙燒杯中的生成物溶液中硫酸亞鐵的質量分數18.4%．

點評：利用好質量守恒定律，是本題解答的一個重要特點，甲燒杯內運用質量守恒可計算反應得到硫酸亞鐵的質量，乙燒杯內運用質量守恒可求得放出氫氣質量．