Question

某同学模拟工业炼铁原理，用如图所示装置进行实验。取8g氧化铁，通入足量一氧化碳，充分反应后

冷却，将玻璃管中的固体移入盛有49g硫酸溶液的烧杯中，恰好完全反应。
（1）该同学首先按如图所示装配好仪器，检查了气密性并装好仪器，接下来的操作是____________________________（只写一步即可）。 （2）计算硫酸溶液的溶质质量分数（要求写成计算推理过程）。
(3)玻璃管中的固体与多少克10%的硫酸铜溶液反应恰好完全反应？反应后所得溶液的溶质质量分数是多少？

Answer 1

（1）先通一段时间一氧化碳
（2）设8 g氧化铁完全反应后生铁的质量为x。
Fe2O3 + 3 CO2 == 2 Fe + 3 CO2
160 112
8 g x
x = 5.6 g
设5.6 g铁消耗硫酸的质量为y。
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
56 98
5.6 g y
y=9.8g
硫酸溶液的溶质质量分数 = 9.8 g / 49 g × 100 % = 20 %
答：硫酸溶液的溶质质量分数为20 %。

（3）固体为 5.6 g Fe
设消耗CuSO4、生成FeSO4的质量分别是a、b
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
56 160 152
5.6 g a b
a = 16 g，b = 15.2 g
CuSO4溶液的质量 = 16 / 10% = 160 g
溶液中FeSO4的溶质质量分数 = 15.2 / (160+5.6) * 100 = 9.18 %