Question

将一些氧化铜粉末加入到100g质量分数为14%的硫酸溶液中，微热至氧化铜全部溶解，再向该溶液中加入20g铁粉，充分反应后，过滤、烘干，得到干燥的固体物质仍为20g．求：
（1）原先氧化铜的质量是多少克？
（2）最后得到溶液的质量分数是多少？

Answer 1

（1）设原先氧化铜的质量为m，则与氧化铜反应的硫酸的质量x，生成硫酸铜的质量y
CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O
80   98    160
m    x      y

80

m

=

98

x

  x=

98

80

m

80

m

=

160

y

  y=2m
设加入铁粉与硫酸铜溶液充分反应固体增加的质量为a，生成硫酸亚铁的质量为c；与剩余稀硫酸反应的铁的质量为b，生成硫酸亚铁的质量为d
Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu  固体质量增加
56  160         64     64-56=8
     2m                  a

160

2m

=

8

a

  a=0.1m
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56   98
b   100g×14%-

98

80

m

56

b

=

98

100g×14%- 98 80 m

  b=8-0.7m
反应前后固体质量不变，即与硫酸反应消耗铁的质量等于与硫酸铜反应固体增加的质量，即：a=b
0.1m=8-0.7m  解得m=10g，
答：原先氧化铜的质量为10g；
（2）设加入铁粉与硫酸铜溶液充分反应固体增加的质量1g时生成硫酸亚铁的质量为c；与剩余稀硫酸反应的1g铁生成硫酸亚铁的质量为d，同时放出氢气质量为w
Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu 固体质量增加
56 160     152  64   64-56=8
            c          1g

152

c

=

8

1g

  c=19g
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56         152  2
1g          d   w

56

1g

=

152

d

  d≈2.7g

56

1g

 =

2

w

  w≈0.04g
最后得到溶液的质量分数=

19g+2.7g

100g+10g-0.04g

×100%≈19.73%
答：最后得到溶液的质量分数为19.73%．