题目内容

13．将一定质量的铁粉加至H2SO4、MgSO4和CuSO4的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤液M和滤渣N．
（1）写出铁和稀H2SO4反应的化学方程式：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑．
（2）滤液M中一定含有的溶质是MgSO4和FeSO4，滤渣N中一定含有的金属是Cu．
（3）如果滤渣N的质量恰好等于加入铁粉的质量，则混合溶液中H2SO4和CuSO4的质量比为：7：80．

分析 （1）依据活动性强的金属可以把活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来，所以铁可以置换出铜但不能置换出镁，充分反应后过滤，向滤出的固体中滴加稀硫酸，；
（2）考虑CuSO4被置换生成Cu和FeSO4溶液，MgSO4不反应，进行分析，确定溶液溶质、滤渣的变化．
（3）向含H2SO4和CuSO4的混合溶液中加入m克过量的铁粉，由于铁能与硫酸、硫酸铜发生反应，得固体质量仍为m克，说明了参加反应的铁与生成的铜的质量相等．根据铁和硫酸铜反应的化学方程式，由铜的质量可求出与硫酸铜反应的铁的质量，进而求出与硫酸反应的铁的质量，最后根据铁和硫酸反应的方程式求出硫酸的质量，进而求得质量比．

解答 解：混合溶液中的CuSO4与铁发生置换反应，得到Cu；铁粉与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气；因为“一定质量的铁粉”，所以反应后滤液M中一定含有的溶质是硫酸亚铁，滤渣N中一定含有的金属是铜；由于MgSO4不与Fe发生反应，所以滤液中还含有MgSO4；故：
（1）写出铁和稀H2SO4反应的化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑．
（2）滤液M中一定含有的溶质是MgSO4和FeSO4，滤渣N中一定含有的金属是Cu．
（3）假设生成的铜的质量为6.4g，由题意可知，则参加反应的铁的质量为6.4g．
设与硫酸铜反应的铁的质量为x，所含CuSO4的质量为y．
Fe+CuSO4═FeSO4+Cu
56   160        64
x     y        6.4g
则$\frac{56}{x}=\frac{160}{y}=\frac{64}{6.4g}$，解得：x=5.6g，y=16g．
那么与硫酸反应的铁的质量为：6.4g-5.6g=0.8g．
设混合溶液中所含H2SO4的质量为z．
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56   98           
0.8g  z           
则$\frac{56}{0.8g}=\frac{98}{z}$，解得：z=1.4g．
混合溶液中所含H2SO4与CuSO4的质量比为：1.4g：16g═7：80 
故答案为：
（1）Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑．（2）MgSO4和FeSO4，Cu．（3）7：80

点评 此题是对金属活动性顺序的考查，解题的关键是掌握金属活动性顺序表的意义，根据化学方程式的较为复杂的计算，涉及的化学方程式有两个，做此题首先需正确写出这两个化学方程式，然后认真审题获得有利数据来解答此题．

练习册系列答案
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3．下列属于复合肥料的是（　　）
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