Question

【題目】將一定質(zhì)量的氧化銅粉末加入到100g質(zhì)量分數(shù)為14％的硫酸溶液中，微熱至氧化銅全部溶解，再向藍色溶液屮加入Wg鐵粉，充分反應(yīng)后，過濾、烘干，得到干燥的固體混合物仍是Wg。下列說法不正確的是

A. W的取值范圍是W≥8g B. 加入氧化銅的質(zhì)量是10g

C. 最后得到溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)約是19.7％ D. 產(chǎn)生氣體的質(zhì)量為0.07g

Answer 1

【答案】D

【解析】解法一：

設(shè)原先氧化銅的質(zhì)量為m，則與氧化銅反應(yīng)的硫酸的質(zhì)量x，生成硫酸銅的質(zhì)量y。
CuO+H2SO4═CuSO4+H2O
80 98 160
m x y

x=

y=2m
設(shè)加入鐵粉與硫酸銅溶液充分反應(yīng)固體增加的質(zhì)量為a；與剩余稀硫酸反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為b，同時放出氫氣質(zhì)量為c。
Fe+CuSO4═FeSO4+Cu 固體質(zhì)量增加
56 160 64 64-56=8
2m a

a=0.1m
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56 98 2
b 14g- c

b=8-0.7m
反應(yīng)前后固體質(zhì)量不變，即與硫酸反應(yīng)消耗鐵的質(zhì)量等于與硫酸銅反應(yīng)固體增加的質(zhì)量，即：a=b,0.1m=8-0.7m，解得m=10g，b=1g。

,由于b=1g,所以有：

c≈0.04g

由題意可知，硫酸最終全部轉(zhuǎn)化為硫酸亞鐵，設(shè)硫酸亞鐵的質(zhì)量為z。
H2SO4～FeSO4
98 152
100g×14% z

Z=
加入鐵粉的質(zhì)量W=××100%=8g；
最后得到溶液的質(zhì)量分數(shù)=×100%≈19.73%

故選D。

解法二：

根據(jù)加入鐵粉后，固體質(zhì)量相等，則說明反應(yīng)消耗鐵粉的量等于析出金屬銅的質(zhì)量。

反應(yīng)過程中存在如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：

H2SO4H2SO4、CuSO4FeSO4

則存在關(guān)系式：H2SO4 ~ Fe ~ FeSO4

98 56 152

100 g×14％ x w

解得x =8 g，w =21.7 g，則反應(yīng)生成銅的質(zhì)量為8 g，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知氧化銅的質(zhì)量為8 g ÷=10 g，則A、B項正確。

設(shè)與氧化銅反應(yīng)的硫酸的質(zhì)量y，生成硫酸銅的質(zhì)量z。
CuO+H2span>SO4═CuSO4+H2O
80 98 160

10 g y z

解得y=12.25 g，z=20 g，則剩余H2SO4的質(zhì)量為100 g×14％－12.25 g=1.75 g

設(shè)反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量為m。

Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
98 2

1.75 g m

解得m =0.036 g，則D項錯誤。

則最后所得硫酸亞鐵溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為：=19.7％，C項正確。