Question

18．某化学兴趣小组在做铁与硫酸铜溶液反应实验时，发现生成紫红色固体的同时还伴有少量气泡产生．为了进一步探究，他们又做了如下实验：
①取8.5g纯铁粉放入一定量的硫酸铜溶液中，反应完成后，滤出固体，洗涤、干燥后称量，固体质量为9.2g．
②将9.2g固体与一定质量分数的稀盐酸充分反应后，他们根据实验数据绘制反应产生氢气的质量（g）与反应时间（min）的关系图（如图）．
请回答下列问题：
（1）铁与稀盐酸反应的化学方程式为：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑．
（2）与硫酸铜反应的铁的质量为5.6g．
（3）整个实验过程中，参与反应的铁的质量之和小于8.5g．由此，你得出的结论是：有少量铁与硫酸铜溶液中的酸性物质反应生成了气体．

Answer 1

分析 （1）铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气；
（2）利用铁与盐酸反应的化学方程式，根据氢气的质量求出铁的质量．9.2g固体能与盐酸发生反应，说明9.2g固体不全是铜，还有铁，用9.2g-固体中混有的铁的质量=铜的质量．利用铁与硫酸铜反应的化学方程式，根据铜的质量求出铁的质量．
（3）在做铁与硫酸铜溶液反应的实验时，发现生成铜的同时有气泡产生．说明硫酸铜溶液中混有酸，部分铁与硫酸铜溶液中的酸发生反应，所以会造成与硫酸铜反应的铁的质量及与盐酸反应的铁的质量之和小于8.5g．

解答 解：（1）铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，化学方程式为：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；
（2）设与盐酸反应的铁的质量为x
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56                      2
 x                     0.1g
$\frac{56}{x}=\frac{2}{0.1g}$
x=2.8g
9.2g固体中铜的质量为：9.2g-2.8g=6.4g
设与硫酸铜反应的铁的质量为y
     Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
     56                        64
     y                         6.4g
$\frac{56}{y}=\frac{64}{6.4g}$
        y=5.6g
答：和硫酸铜反应的铁的质量为5.6g．
（3）2.8g+5.6g=8.4g＜8.5g
故答案为：有少量铁与硫酸铜溶液中的酸性物质反应生成了气体．

点评 做硫酸铜与铁反应的实验时，生成的铜覆盖在铁的表面，会造成铁不能完全反应，所以将生成的铜放入盐酸中会有气体生成，那其实是未反应的铁在与盐酸发生反应．