将一些氧化铜粉末加入到100g质量分数为14%的硫酸溶液中,微热至氧化铜全部溶解,再向该溶液中加入20g铁粉,充分反应后,过滤、烘干,得到干燥的固体物质仍为20g.求:
(1)原先氧化铜的质量是多少克?
(2)最后得到溶液的质量分数是多少?
(1)设原先氧化铜的质量为m,则与氧化铜反应的硫酸的质量x,生成硫酸铜的质量y
CuO+H2SO4═CuSO4+H2O
80 98 160
m x y
=80 m
x=98 x
m98 80
=80 m
y=2m160 y
设加入铁粉与硫酸铜溶液充分反应固体增加的质量为a,生成硫酸亚铁的质量为c;与剩余稀硫酸反应的铁的质量为b,生成硫酸亚铁的质量为d
Fe+CuSO4═FeSO4+Cu 固体质量增加
56 160 64 64-56=8
2m a
=160 2m
a=0.1m8 a
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56 98
b 100g×14%-
m98 80
=56 b
b=8-0.7m98 100g×14%-
m98 80
反应前后固体质量不变,即与硫酸反应消耗铁的质量等于与硫酸铜反应固体增加的质量,即:a=b
0.1m=8-0.7m 解得m=10g,
答:原先氧化铜的质量为10g;
(2)设加入铁粉与硫酸铜溶液充分反应固体增加的质量1g时生成硫酸亚铁的质量为c;与剩余稀硫酸反应的1g铁生成硫酸亚铁的质量为d,同时放出氢气质量为w
Fe+CuSO4═FeSO4+Cu 固体质量增加
56 160 152 64 64-56=8
c 1g
=152 c
c=19g8 1g
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56 152 2
1g d w
=56 1g
d≈2.7g152 d
=56 1g
w≈0.04g2 w
最后得到溶液的质量分数=
×100%≈19.73%19g+2.7g 100g+10g-0.04g
答:最后得到溶液的质量分数为19.73%.