Question

将4.0g氧化铜粉末加入到100g溶质的质量分数为14.7%的硫酸溶液中，微热至氧化铜全部溶解，然后，再向其中加入一定量的铁粉，最终得到不含硫酸只含FeSO₄的溶液．
试求：
（1）所加铁粉的质量； 
（2）最后得到溶液中溶质的质量分数．

Answer 1

设与4.0g氧化铜粉末反应消耗硫酸质量为X，同时生成硫酸铜质量为Y则：
CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O
 80  98     160
 4g   X      Y
根据：

80

98

= 

4g

X

解得X=4.9g 根据：

80

160

=

4g

Y

解得Y=8g
根据题意可知与铁粉反应的硫酸质量为：100g×14.7%-4.9g=9.8g，设与9.8g硫酸反应消耗铁的质量为M₁，同时生成硫酸亚铁的质量为N₁，生成氢气质量为Z则：
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56  98     152  2
M₁   9.8g   N₁  Z
根据：

56

98

=

M1

9.8g

解得M₁=5.6g，根据：

98

152

=

9.8g

N1

解得N₁=15.2g，根据：

98

2

= 

9.8g

Z

解得Z=0.2g
设与8g硫酸铜反应消耗铁的质量为M₂，生成硫酸亚铁质量为N₂，同时生成铜的质量为R则：
Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu
56  160    152  64
M₂ 8g     N₂   R
根据：

56

160

=

M2

8g

解得M₂=2.8g，根据：

160

152

=

8g

N2

解得N₂=7.6g，根据：

160

64

=

8g

R

解得R=3.2g．
（1）所加铁粉质量：5.6g+2.8g=8.4g；
（2）反应后溶质质量为：15.2g+7.6g=22.8g，反应后溶液质量为：4.0g+100g+8.4g-3.2g-0.2g=109g，所以反应后所得溶液的质量分数为：

22.8g

109g

×100%=20.9%
故答案为：（1）8.4g；（2）20.9%．