Question

將一些氧化銅粉末加入到100克14%的硫酸溶液中，微熱至氧化銅全部溶解，再向該藍(lán)色溶液中加入20克鐵粉（過量），充分反應(yīng)后過濾，仍得到干燥后的固體物質(zhì)20克．求：（1）原加入的氧化銅有多少克？（2）最后得到的溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？

Answer 1

分析：由題意可知，共有3個主要反應(yīng)：①CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O②Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑③Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu，鐵參加反應(yīng)兩部分．由于100克14%的硫酸最終全部轉(zhuǎn)化成FeSO₄，故可先求出FeSO₄和總的鐵的質(zhì)量．由于加入20g鐵最后質(zhì)量不變，所以增重的質(zhì)量和與硫酸反應(yīng)消耗的鐵的質(zhì)量相等，利用反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系，可求出氧化銅的質(zhì)量，與硫酸銅反應(yīng)的鐵的質(zhì)量．根據(jù)以上計算可求出與硫酸反應(yīng)的鐵的質(zhì)量，進(jìn)而求出生成的氫氣的質(zhì)量，最后求出得到的溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：由題意可知，發(fā)生的反應(yīng)有：CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O，F(xiàn)e+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，F(xiàn)e+CuSO₄═FeSO₄+Cu，
（1）設(shè)參加反應(yīng)的Fe的總質(zhì)量為x，反應(yīng)生成FeSO₄的總質(zhì)量為y，則由上述反應(yīng)可得：
Fe～H₂SO₄ ～FeSO₄
56     98      152
x  100g×14%    y

56

98

=

x

100g×14%

   解之得：x=8g 

98

152

=

100g×14%

y

  解之得：y=21.7g
由題意可知，由于鐵參加的反應(yīng)有兩部分，一部分與硫酸反應(yīng)，另一部分與硫酸銅反應(yīng)，因為加入20g鐵最后質(zhì)量不變，所以，參加反應(yīng)的鐵的總質(zhì)量與增重的銅的質(zhì)量相等，即生成的銅的質(zhì)量為8g．
依題意得：設(shè)加入的氧化銅的質(zhì)量為a，與CuSO₄反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為c，則由上述反應(yīng)可得：
  Cu～CuO～CuSO₄～Fe
 64    80         56
 8g    a          c

64

80

=

8g

a

    解之得：a=10g

64

56

=

8g

c

    解之得：c═7g
（2）由題知，與硫酸反應(yīng)的鐵為8g-7g═1g
設(shè)反應(yīng)生成H₂的質(zhì)量為b
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56              2
1g              b

56

2

=

1g

b

    解之得：b=0.036g
所以最后得到的溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

21.7g

100g+10g-0.036g

×100%=19.74%．
答：（1）原加入的氧化銅有10克；（2）最后得到的溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是19.74%．

點評：本題考查了復(fù)雜的化學(xué)方程式的計算，解題的關(guān)鍵是首先審清題意，發(fā)生反應(yīng)有哪些，物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系有哪些．