Question

某一铜与铁的混合物，分成质量相等的两份，一份加足量稀硫酸，反应完毕后，有6.5g不溶物，另一份加足量硫酸铜溶液，最后得沉淀物12.9g．求原混合物中铜的质量分数是多少？
●想一想
设计一个方案来判断锌、银、铜三种金属的活动性顺序．

Answer 1

分析：因为Cu的金属活动性在（H）之后，不能与稀硫酸发生置换反应，也不能与硫酸铜反应，混合物中只有铁可与稀硫酸和硫酸铜反应；根据“一份加足量稀硫酸，反应完毕后，有6.5g不溶物”可知，一份混合物中铜的质量为6.5g；“另一份加足量硫酸铜溶液，最后得沉淀物12.9g”，其中的沉淀物为Cu（包含置换出的铜和混合物中的铜），据此计算出铁与硫酸铜反应置换出铜的质量，然后利用此化学方程式和生成的铜的质量，就可计算出一份混合物中铁的质量；然后根据质量分数公式计算即可．
想一想：在金属活动性顺序中，氢前的金属能与酸反应生成氢气，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来．设计实验证明金属的活动性顺序，可以使用活动性居中的金属为单质、强和弱的金属为盐溶液的方法，或是活动性居中的金属为盐溶液，强和弱的金属为单质的方法，也可以使用加酸观察是否产生气体的方法；

解答：解：根据题意得，铁与硫酸铜反应置换出铜的质量为：12.9g-6.5g=6.4g，
设与硫酸铜完全反应的铁的质量为x，
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
56             64
x             6.4g

56

64

=

x

6.4g

解之得：x=5.6g
则原混合物中铜的质量分数为：

6.5g×2

(6.5g+5.6g)×2

×100%≈53.7%．
答：原混合物中铜的质量分数为53.7%．
★想一想：
在金属活动性顺序中，锌＞铜＞银，使用活动性强的金属锌和活动性弱的金属银及一种铜的盐溶液进行设计，实验方案是：把锌和银放入硫酸铜溶液中，锌表面有红色物质析出，银与硫酸铜不反应，据此可证明锌的活动性比铜强，铜的活动性比银强；
故答案为：把锌和银放入硫酸铜溶液中，锌表面有红色物质析出，说明锌的活动性比铜强，而银片放入硫酸铜溶液中无现象．说明银的金属活动性比铜弱，由此可以判断，这三种金属的活动性从强到弱依次为：锌＞铜＞银．

点评：本题主要考查学生利用化学方程式进行计算的能力．解答时要先弄清Cu不能与稀硫酸和硫酸铜反应，只有铁可与稀硫酸和硫酸铜反应．