Question

將一些氧化銅粉末加入到100克14%的硫酸溶液中，微熱至氧化銅全部溶解，再向該藍色溶液中加入20克鐵粉（過量），充分反應后過濾，仍得到干燥后的固體物質(zhì)20克．求：（1）原加入的氧化銅有多少克？（2）最后得到的溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)是多少？

Answer 1

由題意可知，發(fā)生的反應有：CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O，F(xiàn)e+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，F(xiàn)e+CuSO₄═FeSO₄+Cu，
（1）設(shè)參加反應的Fe的總質(zhì)量為x，反應生成FeSO₄的總質(zhì)量為y，則由上述反應可得：
Fe～H₂SO₄ ～FeSO₄
56     98      152
x  100g×14%    y

56

98

=

x

100g×14%

   解之得：x=8g 

98

152

=

100g×14%

y

  解之得：y=21.7g
由題意可知，由于鐵參加的反應有兩部分，一部分與硫酸反應，另一部分與硫酸銅反應，因為加入20g鐵最后質(zhì)量不變，所以，參加反應的鐵的總質(zhì)量與增重的銅的質(zhì)量相等，即生成的銅的質(zhì)量為8g．
依題意得：設(shè)加入的氧化銅的質(zhì)量為a，與CuSO₄反應的鐵的質(zhì)量為c，則由上述反應可得：
  Cu～CuO～CuSO₄～Fe
 64    80         56
 8g    a          c

64

80

=

8g

a

    解之得：a=10g

64

56

=

8g

c

    解之得：c═7g
（2）由題知，與硫酸反應的鐵為8g-7g═1g
設(shè)反應生成H₂的質(zhì)量為b
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56              2
1g              b

56

2

=

1g

b

    解之得：b=0.036g
所以最后得到的溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)=

21.7g

100g+10g-0.036g

×100%=19.74%．
答：（1）原加入的氧化銅有10克；（2）最后得到的溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)是19.74%．