2008年湖北初中化学竞赛最后一题怎么做?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/14 02:02:58
将10g CuO 粉末加入到100g一定质量分数的稀硫酸中,微热至氧化铜全部溶解再蓝色溶液中加入mg铁粉,充分反应后,过滤,烘干得到干燥固体物质仍是mg。
求(1)所加稀硫酸的溶质质量分数?
(2)当m取何值时,才能满足加入的铁粉和得到的固体质量相等。

CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
80-------98
10-------A
A=12.25g
加入mg铁粉,充分反应后,过滤,烘干得到干燥固体物质仍是mg,说明硫酸有剩余。
设m克铁中有Y克与Z克硫酸反应,
Fe+H2SO4=FeSO4+H2
56----98
X------Y
56Y=98X
Fe---CuO---CuSO4----Cu
56-----80
(m-X)--10
80(m-X)=560
Y=1.75m-12.25
硫酸的总质量=12.25+1.75m-12.25=1.75m
所加稀硫酸的溶质质量分数=1.75m/100=1.75m%
10gCuO中含Cu的质量=10*64/80=8g, 要想加入mg铁粉,充分反应后,过滤,烘干得到干燥固体物质仍是mg,则m=8g,即加入铁的质量=8克,生成铜也为8克。
所以(1)所加稀硫酸的溶质质量分数=1.75*8/100=14%
(2)当m取8克或大于8 克时,才能满足加入的铁粉和得到的固体质量相等。(等于8时,7克用于还原铜,1克用于和硫酸反应,如果大于8克,铁过量,和铜一起滤出)

10gCuO即10/80=0.125mol;需要硫酸 0.125×98=12.25g,Fe→Cu即56→64,那么为什么加了mg又剩m呢,原因是还有剩余硫酸,即被硫酸消耗的铁为m-56m/64=m/8,消耗的硫酸呢(m/8)÷56×98=7m/32硫酸质量分数为(12.25+7m/32)%,2,由于CuO只有0.125mol,所以m小于等于0.125×56即小于等于7g

由题分析得,最后所得的固体中一定含铜(且质量为:10g*64/80 = 8g),可能含过量的铁。即 m≥8g
则参加反应的铁的质量应也为8g,因最终所得溶液必为FeSO4溶液,根据硫酸根质量守恒,所以硫酸质量 = 8g*98/56 =14g
硫酸溶质质量分数为=14g/100g*100% = 14%

由题分析得,最后所得的固体中一定含铜(且质量为:10g*64/80