Question

將銅粉、鐵粉和硫酸銅粉末組成完全均勻的混合物22.4g，分成質(zhì)量相等的兩份，分別放入甲、乙兩燒杯中．在甲燒杯中加入足量的蒸餾水，充分反應(yīng)后，溶液呈現(xiàn)淺綠色，還剩下固體8g；在乙燒杯中加入足量稀硫酸91.4g，攪拌使之充分反應(yīng)后，測(cè)得乙燒杯中有2.4g暗紅色固體和100g淺綠色溶液（此時(shí)溶液中只有硫酸亞鐵一種溶質(zhì)）．試計(jì)算：
（1）原來(lái)22.4g混合物中硫酸銅粉末的質(zhì)量；
（2）乙燒杯中反應(yīng)所生成氫氣的質(zhì)量；
（3）乙燒杯中的生成物溶液中硫酸亞鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析：（1）甲燒杯中加入足量的蒸餾水，鐵粉與硫酸銅溶液發(fā)生反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵，由于充分反應(yīng)后溶液呈現(xiàn)淺綠色，可判斷溶液中硫酸銅完全反應(yīng)；根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前銅粉、鐵粉和硫酸銅粉末的總質(zhì)量與反應(yīng)后剩余固體的質(zhì)量差即反應(yīng)生成硫酸亞鐵的質(zhì)量；根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，由生成硫酸亞鐵的質(zhì)量可計(jì)算反應(yīng)前固體中硫酸銅的質(zhì)量，其質(zhì)量的2倍即原來(lái)22.4g混合物中硫酸銅粉末的質(zhì)量；
（2）在乙燒杯中加入足量稀硫酸，混合物中鐵粉分別與硫酸及硫酸銅發(fā)生反應(yīng)，至反應(yīng)后溶液為淺綠色溶液，溶液中稀硫酸及硫酸銅完全反應(yīng)；根據(jù)質(zhì)量守恒定律，乙燒杯中反應(yīng)前后物質(zhì)總質(zhì)量差即反應(yīng)所生成氫氣的質(zhì)量；
（3）乙燒杯中的硫酸亞鐵由鐵與硫酸銅及鐵與硫酸反應(yīng)生成，其中鐵與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵與甲燒杯中相同，與硫酸反應(yīng)生成的硫酸亞鐵可根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式由產(chǎn)生氫氣質(zhì)量計(jì)算．

解答：解：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒，甲燒杯中：生成FeSO₄的質(zhì)量=11.2g-8g=3.2g
設(shè)甲燒杯中CuSO₄的質(zhì)量為x         
Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu  
   160    152
    x     3.2g
160：152=x：3.2g
x=3.4g
所以原混合物中CuSO₄的質(zhì)量=3.4g×2=6.8g
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒，乙燒杯中生成氫氣的質(zhì)量：11.2g+91.4g-100g-2.4g=0.2g
（3）設(shè)Fe與H₂SO₄反應(yīng)生成FeSO₄的質(zhì)量為y
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
          152   2
           y   0.2g
152：2=y：0.2g
y=15.2g
所以乙燒杯中FeSO₄的總質(zhì)量為：15.2g+3.2g=18.4g
所以FeSO₄質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

18.4g

100g

×100%=18.4%
答：（1）原來(lái)22.4g混合物中硫酸銅粉末的質(zhì)量6.8g；
（2）乙燒杯中反應(yīng)所生成氫氣的質(zhì)量0.2g；
（3）乙燒杯中的生成物溶液中硫酸亞鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)18.4%．

點(diǎn)評(píng)：利用好質(zhì)量守恒定律，是本題解答的一個(gè)重要特點(diǎn)，甲燒杯內(nèi)運(yùn)用質(zhì)量守恒可計(jì)算反應(yīng)得到硫酸亞鐵的質(zhì)量，乙燒杯內(nèi)運(yùn)用質(zhì)量守恒可求得放出氫氣質(zhì)量．