Question

某化學興趣小組在做Fe和CuSO₄溶液反應實驗時，發現生成Cu的同時有氣泡產生．為了進一步研究做了如下實驗：
①取8.5g Fe粉放入一定量的CuSO₄中，反應完成后，濾出固體，洗滌、干燥后稱量，固體質量為9.2g．
②將9.2g固體與一定質量分數的稀鹽酸充分反應，消耗鹽酸50.0g，根據實驗繪制反應產生氫氣的質量與反應時間的關系見圖．求：
（1）稀鹽酸的質量分數、與稀鹽酸反應的Fe的質量．
（2）與CuSO₄反應的Fe的質量．
（3）與CuSO₄反應的Fe的質量及與鹽酸反應的Fe的質量之和

 

8.5g（選填“＞”、“＜”或“=”）．對此結果作出你的解釋

 

．

Answer 1

分析：（1）因為銅不與鹽酸反應，故產生氫氣的反應是Fe與鹽酸反應．利用Fe與鹽酸反應的化學方程式和生成氫氣的質量（由圖示數據可知，完全反應后生成氫氣的質量為0.10g），列出比例式，就可計算出與稀鹽酸反應的Fe的質量和鹽酸的質量，然后根據溶質質量分數公式就可計算出稀鹽酸的質量分數；
（2）分析題意可知，9.2g固體減去與稀鹽酸反應的Fe的質量就是置換出的銅的質量．利用Fe與硫酸銅反應的化學方程式，列出比例式，就可計算出與CuSO₄反應的Fe的質量；
（3）計算出“與稀鹽酸反應的Fe的質量+與CuSO₄反應的Fe的質量”之和，與8.5g比較；根據已知條件和計算出的數據進行分析．

解答：解：（l）設與稀鹽酸反應的Fe的質量為x，鹽酸的質量為w．
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
56  73         2
x    w        0.10g
∴

56

2

=

x

0.10g

，

73

2

=

w

0.10g

，
解之得：x=2.8g；w=3.65g；
稀鹽酸的質量分數為：

3.65g

50g

×100%=7.3%；
答：稀鹽酸的質量分數為7.3%；與稀鹽酸反應的Fe的質量為2.8g；
（2）設與CuSO₄反應的Fe的質量為y，
Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu
56              64
y               9.2g一2.8g
∴

56

64

=

y

9.2g-2.8g

，
解之得：y=5.6g；
答：與CuSO₄反應的Fe的質量為5.6g；
（3）與CuSO₄反應的Fe的質量及與鹽酸反應的Fe的質量之和為：2.8g+5.6g=8.4g＜8.5g；
在Fe和CuSO₄溶液反應實驗時，發現生成Cu的同時有氣泡產生，而且與CuSO₄反應的Fe的質量及與鹽酸反應的Fe的質量之和＜8.5g，說明有少量Fe與CuSO₄溶液中的酸性物質發生了反應，產生了氫氣．
故答案為：＜；因為有少量Fe與CuSO₄溶液中的酸性物質發生了反應．

點評：本題主要考查學生利用化學方程式和溶質質量分數公式進行計算的能力．學生需根據金屬的活動性的知識，分析物質間的反應情況，正確運用化學方程式進行計算．