Question

16．某科學(xué)興趣小組在做Fe和CuSO₄溶液反應(yīng)實驗時，發(fā)現(xiàn)生成Cu的同時還有氣泡產(chǎn)生．為了進(jìn)一步研究做了如下實驗：取8.5g Fe粉放入一定量的CuSO₄溶液中，反應(yīng)完成后，濾出固體，洗滌、干燥后與一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀鹽酸充分反應(yīng)，消耗掉稀鹽酸50.0g，生成氫氣的質(zhì)量為0.1g．請問：
（1）他們所取的50.0g稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多大．
（2）他們根據(jù)計算發(fā)現(xiàn)與稀鹽酸反應(yīng)的Fe的質(zhì)量為2.8g，與CuSO₄反應(yīng)的Fe的質(zhì)量為5.6g，這說明反應(yīng)掉Fe的質(zhì)量小于8.5g．對此結(jié)果請你作出合理的解釋：因為有少量Fe與CuSO₄溶液中的酸性物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)．

Answer 1

分析 （1）分析題意可知，利用鐵和硫酸銅的反應(yīng)時的固體質(zhì)量之差．結(jié)合量差法即可列出比例式，就可計算出與CuSO₄反應(yīng)的Fe的質(zhì)量；因為銅不與鹽酸反應(yīng)，故產(chǎn)生氫氣的反應(yīng)是Fe與鹽酸反應(yīng)．利用Fe與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式和生成氫氣的質(zhì)量列出比例式，就可計算出與稀鹽酸反應(yīng)的Fe的質(zhì)量和鹽酸的質(zhì)量；計算出“與稀鹽酸反應(yīng)的Fe的質(zhì)量+與CuSO₄反應(yīng)的Fe的質(zhì)量”之和，與8.5g比較；根據(jù)已知條件和計算出的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析．
（2）鐵與硫酸銅反應(yīng)時有少量的物質(zhì)與酸性物質(zhì)反應(yīng)導(dǎo)致出現(xiàn)以上情況．

解答 解：（l）設(shè)與稀鹽酸反應(yīng)的Fe的質(zhì)量為x，鹽酸的質(zhì)量為w．
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
56  73         2
x    w        0.1g
$\frac{56}{x}=\frac{73}{w}=\frac{2}{0.1g}$
解之得：x=2.8g；w=3.65g；
稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{3.65g}{50g}$×100%=7.3%；
稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.3%；與稀鹽酸反應(yīng)的Fe的質(zhì)量為2.8g；
（2）與CuSO₄反應(yīng)的Fe的質(zhì)量及與鹽酸反應(yīng)的Fe的質(zhì)量之和為：2.8g+5.6g=8.4g＜8.5g；
在Fe和CuSO₄溶液反應(yīng)實驗時，發(fā)現(xiàn)生成Cu的同時有氣泡產(chǎn)生，而且與CuSO₄反應(yīng)的Fe的質(zhì)量及與鹽酸反應(yīng)的Fe的質(zhì)量之和＜8.5g，說明有少量Fe與CuSO₄溶液中的酸性物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)，產(chǎn)生了氫氣．
故答案為：
（1）稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.3%．
（2）因為有少量Fe與CuSO₄溶液中的酸性物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)．

點評 本題主要考查學(xué)生利用化學(xué)方程式和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)公式進(jìn)行計算的能力．學(xué)生需根據(jù)金屬的活動性的知識，分析物質(zhì)間的反應(yīng)情況，正確運用化學(xué)方程式進(jìn)行計算．