Question

將16g CuO粉末加入到200g一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的硫酸溶液中，微熱至氧化銅全部溶解，再向藍(lán)色溶液中加入W g鐵粉，充分反應(yīng)后過濾，將濾渣小心干燥后得固體物質(zhì)為W g．
求：
（1）所加稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（2）當(dāng)W取何值時(shí)，才能滿足加入鐵粉和得到固體質(zhì)量相等．

Answer 1

解：鐵與硫酸銅反應(yīng)生成銅，鐵的相對原子質(zhì)量為56，而銅為64，故應(yīng)是固體質(zhì)量增加，根據(jù)加入W g鐵粉，與硫酸銅反應(yīng)后得到固體物質(zhì)為Wg可知，鐵粉沒有完全反應(yīng)，硫酸銅完全反應(yīng)，生成的W g固體物質(zhì)是銅的質(zhì)量，16g CuO粉末與稀硫酸完全反應(yīng)，設(shè)需要硫酸的質(zhì)量為x
CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O
80 98
16g x

x=19.6g
W g銅完全來自氧化銅，根據(jù)元素守恒，則W=×100%×16g=12.8g
設(shè)生成12.8g銅需要鐵的質(zhì)量為y
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
56 64
y 12.8g

y=11.2g
則剩余鐵的質(zhì)量為：12.8g-11.2g=1.6g
設(shè)與1.6g鐵反應(yīng)需要硫酸的質(zhì)量為z
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56 98
1.6g z

z=2.8g
故參加反應(yīng)的硫酸的質(zhì)量=19.6g+2.8g=22.4g
故硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=11.2%
由以上計(jì)算可知，只有當(dāng)W取值為12.8g時(shí)，才能滿足加入鐵粉和得到固體質(zhì)量相等．
答：（1）所加稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.2%．（2）當(dāng)W取值為12.8g時(shí)，才能滿足加入鐵粉和得到固體質(zhì)量相等的要求．
分析：因?yàn)殍F與硫酸銅反應(yīng)生成銅，固體質(zhì)量增加，根據(jù)加入W g鐵粉，與硫酸銅反應(yīng)后得到固體物質(zhì)為Wg可知，鐵粉沒有完全反應(yīng)，剩余的鐵粉與稀硫酸反應(yīng)，最后得到的W g固體物質(zhì)為銅的質(zhì)量，根據(jù)W g銅完全來自氧化銅，故可以計(jì)算出W的值．
點(diǎn)評：本題解題的關(guān)鍵是判斷出有一部分鐵粉與稀硫酸反應(yīng)，最后得到的固體全部是銅的質(zhì)量．