Question

4．將質量為m的氧化銅粉末加入到100g 14%的稀硫酸中，微熱至氧化銅全部溶解，再向該溶色溶液中加入10g鐵粉，充分溶解后，過濾，得濾液和5.2g濾渣．求：
（1）氧化銅的質量m的值．
（2）最后得到的濾液中溶質的質量分數（最后結果精確到0.1%）．

Answer 1

分析 （1）根據已有的知識進行分析，在化學反應前后，銅元素的質量不變，氧化銅能與硫酸反應生成硫酸銅和水，而鐵能與硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅，據此解答即可；
（2）根據反應的鐵的質量可計算出生成的硫酸亞鐵的質量，進而求質量分數．

解答 解：（1）鐵和硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，鐵和硫酸銅溶液反應生成銅和硫酸亞鐵，反應的化學方程式分別為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu．
反應硫酸全部轉化生成硫酸亞鐵，根據鐵、硫酸的質量關系，設消耗的鐵的質量為x，生成的硫酸亞鐵的質量為y
Fe--H₂SO₄--FeSO₄
56     98         152
x    100g×14%     y
$\frac{56}{x}=\frac{98}{100g×14%}=\frac{152}{y}$
x=8g   y=21.7g
則濾渣中鐵的質量=10g-8g=2g
則濾渣中銅的質量=5.2g-2g=3.2g
所得濾渣中銅元素的質量與氧化銅中銅元素的質量相等，設氧化銅的質量為m．
則：m×$\frac{64}{80}$×100%=3.2g
m=4g
所以m的值為4g．
（2）最后得到的濾液中溶質的質量分數：$\frac{21.7g}{4g+100g+10g-5.2g-0.3g}×100%$=20.0%
答：（1）氧化銅的質量m的值是4g；（2）最后得到的濾液中溶質的質量分數為20.0%．

點評 本題考查了根據化學方程式的計算，完成此題，可以依據題干提供的信息結合質量守恒定律進行．