Question

【題目】有一固體為銅和鐵的混合物，為測定混合物中銅的質量分數，某學習小組取樣品10g，加入足量的稀鹽酸充分反應，產生的氣體的質量與反應時間的關系圖如圖1．

（1）生成氣體的總質量為多少g．

（2）求該樣品中銅的質量分數（寫出計算過程）

（3）另一學習小組取樣5克放于燒杯中，加入足量的硫酸銅溶液與之充分反應．試計算完全反應后燒杯中固體的質量為多少．請在坐標圖2中畫出燒杯中的固體的質量與反應時間的關系圖．（假設該反應在時間t1時恰好完全反應）

Answer 1

【答案】（1）0.2 （2） 44%（過程見詳解） （3）5.4g

【解析】

（1）根據圖1的圖象直接讀數；

（2）根據金屬活動順序表，銅和鹽酸不反應，鐵和鹽酸反應生成氫氣，進行計算解答；

（3）根據金屬活動順序表，鐵可將硫酸銅溶液中的銅置換出來，進行計算作圖。

（1）從圖1可知，反應時間5分鐘時，氣體的質量不再增加，因為加入了足量的稀鹽酸，所以可知此時混合物中的鐵已經充分反應，生成氫氣的質量為5分鐘及以后對應的縱坐標，也就是0.2g；

（2）設混合物中鐵的質量為x，根據鐵與鹽酸反應的化學方程式可得

＝5.6g

可知混合物中鐵的質量為5.6g，鐵的質量分數為5.6g÷10g＝56%，銅的質量分數為44%；

（3）由（2）可得，混合物中鐵的質量分數為56%，那么5g混合物中含有鐵的質量為2.8g，設鐵與硫酸銅反應中置換得到的銅的質量是y，根據鐵與硫酸銅反應的化學方程式可得：

y＝3.2g

可知置換出3.2g銅，因加入了足量的硫酸銅溶液，燒杯中固體的質量為置換出銅的質量與混合物中銅的質量，故燒杯中固體的質量為3.2g＋2.2g＝5.4g；

在繪制關系圖時，燒杯中固體質量在反應開始時質量為5g，所以橫軸坐標為0時，縱軸坐標為5；在t1時恰好完全反應，此刻燒杯中固體的質量為5.4g，所以橫軸坐標為t1時，，縱軸坐標為5.4；之后因為鐵被完全消耗，燒杯中固體的質量在t1時間后一直保持在5.4g，所以橫坐標為t1后的各點縱坐標為5.4；連接各點即可做出關系圖。