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).
【答案】
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+H
2SO
4═CuSO
4+H
2O
80 98 160
4g X Y
根據(jù):
解得X=4.9g 根據(jù):
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M
1,同時生成硫酸亞鐵的質(zhì)量為N
1,生成氫氣質(zhì)量為Z則:
Fe+H
2SO
4═FeSO
4+H
2↑
56 98 152 2
M
1 9.8g N
1 Z
根據(jù):
解得M
1=5.6g,根據(jù):
解得N
1=15.2g,根據(jù):
解得Z=0.2g
設(shè)與8g硫酸銅反應(yīng)消耗鐵的質(zhì)量為M
2,生成硫酸亞鐵質(zhì)量為N
2,同時生成銅的質(zhì)量為R則:
Fe+CuSO
4═FeSO
4+Cu
56 160 152 64
M
2 8g N
2 R
根據(jù):
解得M
2=2.8g,根據(jù):
解得N
2=7.6g,根據(jù):
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:
=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.