Question

取銅、鋅混合粉末，在空氣中充分灼燒后，加入稀硫酸至固體恰好溶解，再加入一定量的鐵粉，充分反應(yīng)后過(guò)濾，得到濾渣和濾液．
（1）濾渣中一定有

 

，濾液中溶質(zhì)一定有

 

，反應(yīng)后溶液質(zhì)量比原來(lái)混合溶液的質(zhì)量

 

（填“大”或“小”）．
（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，探究濾渣成分和與濾渣成分對(duì)應(yīng)的濾液中溶質(zhì)成分，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)操作、預(yù)期現(xiàn)象及結(jié)論．
（3）將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.3%的稀鹽酸滴入盛有10g氫氧化鈉溶液（滴有2滴酚酞試液）的燒杯中，恰好完全反應(yīng)時(shí)消耗此稀鹽酸的質(zhì)量為5g，回答并計(jì)算：
①恰好完全反應(yīng)的現(xiàn)象為

 

；
②求所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（酚酞試液質(zhì)量不計(jì)）．

Answer 1

考點(diǎn)：金屬的化學(xué)性質(zhì),化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià),有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的簡(jiǎn)單計(jì)算,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算

專(zhuān)題：溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與化學(xué)方程式相結(jié)合的計(jì)算,金屬與金屬材料

分析：在金屬活動(dòng)性順序中，排在氫前面的金屬能與酸反應(yīng)生成氫氣，排在氫后面的金屬則不能與酸反應(yīng)；位置靠前的金屬一般可以將位于其后的金屬?gòu)乃鼈兊柠}溶液中置換出來(lái)．根據(jù)金屬與酸反應(yīng)、金屬與鹽溶液反應(yīng)的情況，來(lái)判斷和探究反應(yīng)后濾液和濾渣的成分．
根據(jù)酚酞試液在酸性或中性溶液中顯無(wú)色，在堿性溶液中顯紅色；恰好完全反應(yīng)時(shí)的溶液是中性溶液．氫氧化鈉溶液和稀鹽酸的質(zhì)量和即為所得溶液的質(zhì)量，根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算公式可以計(jì)算出所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）取銅、鋅混合粉末，在空氣中充分灼燒后，生成對(duì)應(yīng)的金屬氧化物，再加入稀硫酸至固體恰好溶解后，生成對(duì)應(yīng)的硫酸鹽，即：硫酸銅溶液和硫酸鋅溶液；“再加入一定量的鐵粉”時(shí)，我們根據(jù)“在金屬活動(dòng)性順序中，位置靠前的金屬一般可以將位于其后的金屬?gòu)乃鼈兊柠}溶液中置換出來(lái)”，可以得知鐵能把銅置換出來(lái)，而不能把鋅置換出來(lái)，所以濾渣中一定含有銅；根據(jù)鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式可以知道反應(yīng)后生成硫酸亞鐵和銅，所以濾液中一定有反應(yīng)后生成的硫酸亞鐵和未參加反應(yīng)的硫酸鋅溶液，
故答案為：銅；硫酸鋅、硫酸亞鐵；
（2）根據(jù)“在金屬活動(dòng)性順序中，排在氫前面的金屬能與酸反應(yīng)生成氫氣，排在氫后面的金屬則不能與酸反應(yīng)”，我們可以利用向?yàn)V渣中加入稀鹽酸的辦法，通過(guò)反應(yīng)是否有氣泡生成來(lái)判斷濾渣中是否含有鐵；根據(jù)“在金屬活動(dòng)性順序中，位置靠前的金屬一般可以將位于其后的金屬?gòu)乃鼈兊柠}溶液中置換出來(lái)”，我們利用鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)時(shí)，有紅色固體出現(xiàn)這一現(xiàn)象來(lái)確定反應(yīng)后的濾液中是否還含有硫酸銅溶液．
故答案為：向?yàn)V渣中加入稀鹽酸，若有氣泡產(chǎn)生，則濾渣為 Cu、Fe，濾液為ZnSO₄、FeSO₄；若無(wú)氣泡，濾渣為Cu，向?yàn)V液中加入鐵片，有紅色固體出現(xiàn)，濾液為ZnSO₄、FeSO₄、CuSO₄；若無(wú)紅色固體出現(xiàn)，則濾液為ZnSO₄、FeSO₄．
（3）酚酞在堿性溶液中顯紅色，在中性溶液中顯無(wú)色．恰好完全反應(yīng)時(shí)溶液由堿性變?yōu)橹行�，因此溶液由紅色變成無(wú)色．
設(shè)氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量為x，生成氯化鈉的質(zhì)量為y．
NaOH+HCl═NaCl+H₂O
    36.5  58.5
  5g×7.3%  x
則

36.5

58.5

=

5g×7.3%

x

，解得x=0.585g．
（3）所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

0.585g

10g+5g

×100%=3.9%
故答案為：
（1）Cu； ZnSO₄、FeSO₄； 小
（2）向?yàn)V渣中加入稀鹽酸，若有氣泡產(chǎn)生，則濾渣為 Cu、Fe，濾液為ZnSO₄、FeSO₄；若無(wú)氣泡，濾渣為Cu，向?yàn)V液中加入鐵片，有紅色固體出現(xiàn)，濾液為ZnSO₄、FeSO₄、CuSO₄；若無(wú)紅色固體出現(xiàn)，則濾液為ZnSO₄、FeSO₄．
（3）①燒杯內(nèi)液體由紅色變成了無(wú)色；②3.9%

點(diǎn)評(píng)：本題從置換反應(yīng)能否發(fā)生的角度考查了金屬活動(dòng)性順序及其應(yīng)用，是一道綜合性較強(qiáng)的好題．