Question

某同學做如下實驗：第一步：將一定量的氧化銅粉末加入到稀H₂SO₄中微熱，待氧化銅完全溶解，得到藍色溶液．第二步：向上述藍色溶液中加入m克鐵粉，充分反應后過濾，將所得固體進行干燥并稱量，得質(zhì)量為n克．
（1）若硫酸與氧化銅恰好完全反應，則m______n（填“＞”、“＜”或“=”）；
（2）如加入鐵粉后，硫酸仍有剩余，則m和n的大小關(guān)系可能有幾種情況，分別是______、______、______；（每空1分）
（3）在第（2）小題m和n的可能關(guān)系中，任選一種情況通過計算加以分析證明．

Answer 1

解：（1）若硫酸與氧化銅恰好完全反應，得到藍色溶液為硫酸銅溶液，所加入的m克鐵粉只與硫酸銅發(fā)生反應而生成銅，根據(jù)反應的化學方程式Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu，每56份質(zhì)量的鐵可置換出64份質(zhì)量的銅，因此，充分反應后過濾，進行干燥并稱量所得固體質(zhì)量大于加入鐵粉的質(zhì)量，即m＜n；
（2）如加入鐵粉后，硫酸仍有剩余，則所加入的m克鐵粉既與硫酸銅發(fā)生反應而生成銅使所得固體質(zhì)量有所增加，又與稀硫酸反應放出氫氣而使剩余固體質(zhì)量減少；若固體增加的質(zhì)量大于固體減少的質(zhì)量，則有m＞n；若固體增加的質(zhì)量大于固體減少的質(zhì)量，則有m＜n；若固體增加的質(zhì)量與固體減少的質(zhì)量相等，則有m=n；

故答案為：（1）＜；
（2）m＞n；m＜n；m=n；

（3）因H₂SO₄過量，鐵無剩余，則n克為銅，
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
56 64
g=g n g
Fe與CuSO₄反應后固體增加質(zhì)量為（）克，而與H₂SO₄反應的鐵的質(zhì)量為（）克，
若（）＞（）則m＞n
若（）＜（）則m＜n
若（）=（） 則m=n．
分析：由金屬活動性強弱關(guān)系鐵＞氫＞銅，根據(jù)題意可知，所加入的鐵粉會與氧化銅和稀硫酸反應生成的硫酸銅發(fā)生置換反應，若稀硫酸有剩余時還會與剩余的稀硫酸繼續(xù)反應；鐵與硫酸銅反應時會使所得固體質(zhì)量增加，而鐵與稀硫酸反應時會使所得固體質(zhì)量減少，利用增加與減少的大小關(guān)系，進行分析固體質(zhì)量與所加入鐵粉質(zhì)量的大小關(guān)系．
點評：解答本題時，分析得出鐵與硫酸銅反應時會使所得固體質(zhì)量增加而鐵與稀硫酸反應時會使所得固體質(zhì)量減少是解決問題的關(guān)鍵．