Question

把鐵和銅的混合物樣品，分成等質(zhì)量的兩份．一份與過量的稀硫酸反應(yīng)生成氫氣0.4g，在另一份中加入足量的硫酸銅溶液，反應(yīng)后所得不溶性固體質(zhì)量為21.6g，求：
（1）原混合物樣品中鐵多少克？
（2）原混合物中銅的質(zhì)量分數(shù)？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)金屬活動性可知銅不能與稀硫酸反應(yīng)，則混合物與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣為鐵與硫酸反應(yīng)的結(jié)果．根據(jù)生成氫氣的質(zhì)量可由反應(yīng)的化學(xué)方程式計算出鐵的質(zhì)量的二倍即為原混合物中鐵的質(zhì)量；
（2）根據(jù)金屬活動性可知，鐵可以與硫酸銅反應(yīng)置換出銅，因此根據(jù)混合物中鐵的質(zhì)量計算出完全反應(yīng)所置換出銅的質(zhì)量；反應(yīng)后所得不溶性固體為原混合物的一半中銅與置換生成銅的質(zhì)量和，用所得固體質(zhì)量減去生成銅的質(zhì)量的二倍即為原混合物中銅．據(jù)此可解決原混合物中銅的質(zhì)量分數(shù)問題．

解答：解：（1）設(shè)生成0.4g氫氣消耗鐵的質(zhì)量為x
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56                                      2
x                                       0.4g

56

2

=

x

0.4g

x=11.2g
原混合物樣品中鐵的質(zhì)量=11.2g×2=22.4g；
（2）設(shè)11.2g鐵完全反應(yīng)置換出銅的質(zhì)量為y
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
56                                    64
11.2g                              y

56

64

=

11.2g

y

y=12.8g
原混合物樣品中銅的質(zhì)量=（21.6g-12.8g）×2=17.6g
原混合物中銅的質(zhì)量分數(shù)=

17.6g

17.6g+22.4g

×100%=44%
答：（1）原混合物樣品中鐵為22.4g；
（2）原混合物中銅的質(zhì)量分數(shù)為44%．

點評：解答時需注意：由于原混合物平均分成兩份，因此與過量稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的鐵的質(zhì)量為原混合物中鐵的質(zhì)量的一半．