Question

將4.0g氧化銅粉末加入到100g溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為14.7%的硫酸溶液中，微熱至氧化銅全部溶解，然后，再向其中加入一定量的鐵粉，最終得到不含硫酸只含F(xiàn)eSO₄的溶液．
試求：
（1）所加鐵粉的質(zhì)量； 
（2）最后得到溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

分析：根據(jù)氧化銅的質(zhì)量可以算出消耗的硫酸的質(zhì)量，生成的硫酸銅的質(zhì)量，加入的鐵粉一部分與剩余的硫酸反應(yīng)，一部分與生成的硫酸銅反應(yīng)，用總硫酸的質(zhì)量減去與氧化銅反應(yīng)的硫酸質(zhì)量，就是與鐵反應(yīng)的硫酸質(zhì)量，根據(jù)這一質(zhì)量算出與硫酸反應(yīng)的鐵的質(zhì)量，根據(jù)生成的硫酸銅質(zhì)量算出與硫酸銅反應(yīng)的鐵質(zhì)量，二者的和就是加入鐵粉的質(zhì)量，根據(jù)鐵粉的質(zhì)量算出兩個反應(yīng)中生成的溶質(zhì)硫酸亞鐵的質(zhì)量，再除以反應(yīng)后總?cè)芤旱馁|(zhì)量即可．

解答：解：設(shè)與4.0g氧化銅粉末反應(yīng)消耗硫酸質(zhì)量為X，同時生成硫酸銅質(zhì)量為Y則：
CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O
 80  98     160
 4g   X      Y
根據(jù)：

80

98

= 

4g

X

解得X=4.9g 根據(jù)：

80

160

=

4g

Y

解得Y=8g
根據(jù)題意可知與鐵粉反應(yīng)的硫酸質(zhì)量為：100g×14.7%-4.9g=9.8g，設(shè)與9.8g硫酸反應(yīng)消耗鐵的質(zhì)量為M₁，同時生成硫酸亞鐵的質(zhì)量為N₁，生成氫氣質(zhì)量為Z則：
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56  98     152  2
M₁   9.8g   N₁  Z
根據(jù)：

56

98

=

M1

9.8g

解得M₁=5.6g，根據(jù)：

98

152

=

9.8g

N1

解得N₁=15.2g，根據(jù)：

98

2

= 

9.8g

Z

解得Z=0.2g
設(shè)與8g硫酸銅反應(yīng)消耗鐵的質(zhì)量為M₂，生成硫酸亞鐵質(zhì)量為N₂，同時生成銅的質(zhì)量為R則：
Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu
56  160    152  64
M₂ 8g     N₂   R
根據(jù)：

56

160

=

M2

8g

解得M₂=2.8g，根據(jù)：

160

152

=

8g

N2

解得N₂=7.6g，根據(jù)：

160

64

=

8g

R

解得R=3.2g．
（1）所加鐵粉質(zhì)量：5.6g+2.8g=8.4g；
（2）反應(yīng)后溶質(zhì)質(zhì)量為：15.2g+7.6g=22.8g，反應(yīng)后溶液質(zhì)量為：4.0g+100g+8.4g-3.2g-0.2g=109g，所以反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量分數(shù)為：

22.8g

109g

×100%=20.9%
故答案為：（1）8.4g；（2）20.9%．

點評：本題容易出錯的地方是反應(yīng)后總?cè)芤旱馁|(zhì)量的計算，有的同學(xué)忘記加上鐵粉的質(zhì)量，有的同學(xué)忘記減去生成的銅的質(zhì)量，有的同學(xué)容易忘記減去生成的氫氣的質(zhì)量．