将一些氧化铜粉末加入到100克14%的硫酸溶液中,微热至氧化铜全部溶解,再向该蓝色溶液中加入20克铁粉(过量),充分反应后过滤,仍得到干燥后的固体物质20克.求:(1)原加入的氧化铜有多少克?(2)最后得到的溶液溶质质量分数是多少?
由题意可知,发生的反应有:CuO+H2SO4═CuSO4+H2O,Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑,Fe+CuSO4═FeSO4+Cu,
(1)设参加反应的Fe的总质量为x,反应生成FeSO4的总质量为y,则由上述反应可得:
Fe~H2SO4 ~FeSO4
56 98 152
x 100g×14% y
=56 98
解之得:x=8g x 100g×14%
=98 152
解之得:y=21.7g100g×14% y
由题意可知,由于铁参加的反应有两部分,一部分与硫酸反应,另一部分与硫酸铜反应,因为加入20g铁最后质量不变,所以,参加反应的铁的总质量与增重的铜的质量相等,即生成的铜的质量为8g.
依题意得:设加入的氧化铜的质量为a,与CuSO4反应的铁的质量为c,则由上述反应可得:
Cu~CuO~CuSO4~Fe
64 80 56
8g a c
=64 80
解之得:a=10g8g a
=64 56
解之得:c═7g8g c
(2)由题知,与硫酸反应的铁为8g-7g═1g
设反应生成H2的质量为b
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56 2
1g b
=56 2
解之得:b=0.036g1g b
所以最后得到的溶液溶质质量分数=
×100%=19.74%.21.7g 100g+10g-0.036g
答:(1)原加入的氧化铜有10克;(2)最后得到的溶液溶质质量分数是19.74%.