Question

某學生做了如下圖所示的實驗。

	第一次	第二次
加入氧化銅的質量	m	m
加入稀硫酸的質量	50g	100g
加入鐵粉的質量	5．6g	5．6g
實驗現象	黑色固體和紫紅色固體	紫紅色固體

 
若第二次所加物質恰好完全反應(濾液損失忽略不計)，請回答下列問題：
（1）寫出實驗中發生反應的化學方程式                          
（2）第一次實驗后的固體物質的化學式為                          
（3）根據已知條件列出求解第二次實驗生成固體物質的質量(x)的比例式     
（4）實驗中加入氧化銅的質量(m)為     ；
（5）若向第二次反應后的濾液中加入92．8g水，則所得不飽和溶液中溶質的質量分數為                          ；
（6）若用溶質質量分數為49％的硫酸溶液配制實驗中所需的稀硫酸，則需要加水的質量
為                          。

Answer 1

（1）CuO+H₂SO4=CuSO₄+H₂O    Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
（2）Cu0、Cu、Fe；
（3）56／64 =5.6g／X 
（4）8g
（5）7．6％；
（6）80g

試題分析：（1）氧化銅與硫酸反應生成硫酸銅和水：CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O
鐵和硫酸銅發生置換反應生成銅和硫酸亞鐵：Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
（2）根據表格可知：第二次加入酸的質量為100g時，氧化銅完全反應，鐵也是完全反應。那么第一次加入的硫酸不足，即氧化銅沒有反應掉，那么鐵粉過量，故第一次實驗后的固體物質有氧化銅、銅、鐵；
（3）第二次實驗生成的固體物質是銅，利用化學方程式，根據鐵的質量可求出銅的質量。
設生成銅的質量為x；
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
56            64
5.6g           X
56／64 =5.6g／X
X=6.4g
（4）利用質量守恒定律化學反應前后元素的質量不變，反應后生成銅的質量為6.4g，設氧化銅的質量為y，則：y× 64／80 ×100% =6.4g
y=8g
（5）設生成的硫酸亞鐵的質量為Z，
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
5.6       152
5.6g       z
56／152 =5.6g／z
Z=15.2g
反應后溶液的質量=8g+100g+5.6g+92.8g-6.4g=200g
溶質的質量分數=15.2g／200g ×100%=7.6%
（6）設加入的硫酸中溶質的質量為a，
CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O
80   98
8g   a
80／98 =8g／a
a=9.8g
根據溶液稀釋前后溶質的質量不變，假設稀釋后溶液的質量為b，
49%b=9.8g
b=20g
那么加水的質量=100g-20g=80g