Question

将10g CuO 粉末加入到100g一定质量分数的稀硫酸中，微热至氧化铜全部溶解，生成蓝色溶液．在蓝色溶液中加

将10g CuO 粉末加入到100g一定质量分数的稀硫酸中，微热至氧化铜全部溶解，生成蓝色溶液．在蓝色溶液中加入mg铁粉，充分反应后，过滤，烘干得到干燥固体物质仍是mg．（除不尽保留一位小数，不考虑损耗）求（1）最后生成铜的质量是多少？（2）所加稀硫酸的溶质质量分数是多少？（3）当m取何值时，才能满足加入的铁粉和得到的固体质量相等，简述理由．

Answer 1

设与氧化铜反应的硫酸的质量为x，与铁反应的硫酸的质量为y，生成的硫酸铜为z，与硫酸铜反应的铁的质量为a，与酸反应的铁的质量为b，生成的铜的质量为m1． （1）生成Cu的质量为10g× 64 80 ×100%=8g； （2）由题意：氧化铜全部溶解，则 CuO+H 2 SO 4 =CuSO 4 +H 2 O 80    98   160     10g   x    z 80 10g = 98 x = 160 z   x=12.25g  z=20g 根据加入的铁粉与反应后所得固体质量相同，只有铁粉过量，一部分铁与稀硫酸反应，才能使铁粉与生成铜质量相同．当铁粉恰好和硫酸完全反应时，进行如下计算 Fe+CuSO 4 =Cu+FeSO 4 56  160  64 a   20g  m1 56 a = 160 20g = 64 m1 a=7g，m1=8 由于固体质量增加了1g，所以和硫酸反应的铁的质量就是1g，这样就可以使固体质量前后不反应变化，即b=1g． Fe+H 2 SO 4 =FeSO 4 +H 2 ↑ 56  98         1g  y           56 1g = 98 y y=1.75g 所加稀硫酸的溶质质量分数= 1.75g+12.25g 100g ×100%=14%； （3）只有铁粉恰好与硫酸也完全反应时，一部分铁与稀硫酸反应，能使铁粉与生成铜质量相同．同时当铁和硫酸反应后有剩余时，同样会质量保持不变．根据最后生成铜的质量为8g，则加入铁粉质量m≥8g． 答：（1）最后生成铜的质量是8g； （2）所加稀硫酸的溶质质量分数是14%； （3）当m≥8g时，一部份铁与稀硫酸反应，才能使铁粉与生成铜质量相同，才能满足加入的铁粉和得到的固体质量相等．