Question

某同學(xué)在做鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)生成銅的同時(shí)有氣泡產(chǎn)生．他們懷疑硫酸銅溶液不純，為了證實(shí)猜想，做了如下實(shí)驗(yàn)：
a．取8.5g鐵粉放入100g的硫酸銅溶液中，反應(yīng)完成后，濾出固體，洗滌、干燥后稱量，固體質(zhì)量為9.2g．
b．將9.2g固體與足量的稀硫酸充分反應(yīng)后，反應(yīng)所產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為0.1g，則固體質(zhì)量減少了________g；
計(jì)算：
（1）硫酸銅溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）上述實(shí)驗(yàn)中鐵與硫酸銅溶液和稀硫酸反應(yīng)的總質(zhì)量________g，對次結(jié)果請你作出解釋________．

Answer 1

解：b、設(shè)9.2g固體與足量的稀硫酸反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為x
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56 2
x 0.1g
=
解得：x=2.8g；
則固體質(zhì)量減少了2.8g．
故答案為：2.8．
（1）9.2g固體中銅的質(zhì)量為：9.2g-2.8g=6.4g
設(shè)與鐵反應(yīng)的硫酸銅的質(zhì)量為y，鐵的質(zhì)量為z
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
56 160 64
z y 6.4g
=，=；
解得：y=16g，z=5.6g；
則硫酸銅溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=16%；
答：硫酸銅溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%．
（2）由上面的解答可知：與稀硫酸反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為2.8g，與硫酸銅反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為5.6g；
則鐵與硫酸銅溶液和稀硫酸反應(yīng)的總質(zhì)量為：2.8g+5.6g=8.4g＜8.5g；
因?yàn)橛猩倭胯F與硫酸銅溶液中的酸性物質(zhì)反應(yīng)生成了氣體．
故答案為：小于8.5或?yàn)?.4；因?yàn)橛猩倭胯F與硫酸銅溶液中的酸性物質(zhì)反應(yīng)生成了氣體．
分析：b、利用鐵與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，根據(jù)氫氣的質(zhì)量求出鐵的質(zhì)量，即為固體減少的質(zhì)量．
（1）9.2g固體能與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)，說明9.2g固體不全是銅，還有鐵，用9.2g-固體中混有的鐵的質(zhì)量=銅的質(zhì)量．利用鐵與硫酸銅反應(yīng)的化學(xué)方程式，根據(jù)銅的質(zhì)量求常見反應(yīng)的硫酸銅的質(zhì)量；再根據(jù)硫酸銅溶液的質(zhì)量即可求得硫酸銅溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）在做鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)生成銅的同時(shí)有氣泡產(chǎn)生．說明硫酸銅溶液中混有酸，部分鐵與硫酸銅溶液中的酸發(fā)生反應(yīng)，所以會造成與硫酸銅反應(yīng)的鐵的質(zhì)量及與稀硫酸反應(yīng)的鐵的質(zhì)量之和小于8.5g．
點(diǎn)評：做硫酸銅與鐵反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，生成的銅覆蓋在鐵的表面，會造成鐵不能完全反應(yīng)，所以將生成的銅放入硫酸中會有氣體生成，那其實(shí)是未反應(yīng)的鐵在與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)．