Question

某同学做如下实验：第一步：将一定量的氧化铜粉末加入到稀H₂SO₄中微热，待氧化铜完全溶解，得到蓝色溶液．第二步：向上述蓝色溶液中加入m克铁粉，充分反应后过滤，将所得固体进行干燥并称量，得质量为n克．
（1）若硫酸与氧化铜恰好完全反应，则m______n（填“＞”、“＜”或“=”）；
（2）如加入铁粉后，硫酸仍有剩余，则m和n的大小关系可能有几种情况，分别是______、______、______；（每空1分）
（3）在第（2）小题m和n的可能关系中，任选一种情况通过计算加以分析证明．（3分）

Answer 1

（1）若硫酸与氧化铜恰好完全反应，得到蓝色溶液为硫酸铜溶液，所加入的m克铁粉只与硫酸铜发生反应而生成铜，根据反应的化学方程式Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，每56份质量的铁可置换出64份质量的铜，因此，充分反应后过滤，进行干燥并称量所得固体质量大于加入铁粉的质量，即m＜n；
（2）如加入铁粉后，硫酸仍有剩余，则所加入的m克铁粉既与硫酸铜发生反应而生成铜使所得固体质量有所增加，又与稀硫酸反应放出氢气而使剩余固体质量减少；若固体增加的质量大于固体减少的质量，则有m＞n；若固体增加的质量大于固体减少的质量，则有m＜n；若固体增加的质量与固体减少的质量相等，则有m=n；

故答案为：（1）＜；
（2）m＞n；m＜n；m=n；

（3）因H₂SO₄过量，铁无剩余，则n克为铜，
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
56             64

56n

64

g=

7n

8

g     n g
Fe与CuSO₄反应后固体增加质量为（n-

7n

8

）克，而与H₂SO₄反应的铁的质量为（m-

7n

8

）克，
若（m-

7n

8

）＞（n-

7n

8

）则m＞n
若（m-

7n

8

）＜（n-

7n

8

）则m＜n
若（m-

7n

8

）=（n-

7n

8

） 则m=n．