题目内容

8.某化学兴趣小组在做Fe和CuSO4溶液反应实验时,发现生成Cu的同时有气泡产生.为了进一步研究做了如下实验:
(1)取8.5克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9.2克;
(2)将9.2克固体与一定质量分数的稀盐酸充分反应,消耗盐酸50.0克,根据实验绘制反应产生氢气的质量与反应时间的关系图(见图).求:
①稀盐酸的质量分数,与稀盐酸反应的铁的质量;
②与硫酸铜反应的铁的质量;
③与硫酸铜反应的铁的质量及与盐酸反应的铁的质量之和<8.5克(选填“>”“<”或“=”).对此结果做出你的解释.

分析 (1)因为铜不与盐酸反应,故产生氢气的反应是Fe与盐酸反应.利用Fe与盐酸反应的化学方程式和生成氢气的质量(由图示数据可知,完全反应后生成氢气的质量为0.10g),列出比例式,就可计算出与稀盐酸反应的Fe的质量和盐酸的质量,然后根据溶质质量分数公式就可计算出稀盐酸的质量分数;
(2)分析题意可知,9.2g固体减去与稀盐酸反应的Fe的质量就是置换出的铜的质量.利用Fe与硫酸铜反应的化学方程式,列出比例式,就可计算出与CuSO4反应的Fe的质量;
(3)计算出“与稀盐酸反应的Fe的质量+与CuSO4反应的Fe的质量”之和,与8.5g比较;根据已知条件和计算出的数据进行分析.

解答 解:(l)设与稀盐酸反应的Fe的质量为x,盐酸的质量为w.
Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
56  73                   2
x    w               0.10g
$\frac{56}{x}$=$\frac{73}{w}$=$\frac{2}{0.10g}$
解之得:x=2.8g;w=3.65g;
稀盐酸的质量分数为:$\frac{3.65g}{50g}$×100%=7.3%;
答:稀盐酸的质量分数为7.3%;与稀盐酸反应的Fe的质量为2.8g;
(2)设与CuSO4反应的Fe的质量为y,
Fe+CuSO4═FeSO4+Cu
56                            64
y                   9.2g-2.8g
$\frac{56}{64}$=$\frac{y}{9.2g-2.8g}$,
解之得:y=5.6g;
答:与CuSO4反应的Fe的质量为5.6g;
(3)与CuSO4反应的Fe的质量及与盐酸反应的Fe的质量之和为:2.8g+5.6g=8.4g<8.5g;
在Fe和CuSO4溶液反应实验时,发现生成Cu的同时有气泡产生,而且与CuSO4反应的Fe的质量及与盐酸反应的Fe的质量之和<8.5g,说明有少量Fe与CuSO4溶液中的酸性物质发生了反应,产生了氢气.
故答案为:<;因为有少量Fe与CuSO4溶液中的酸性物质发生了反应.

点评 根据化学方程式计算时,第一要正确书写化学方程式,第二要使用正确的数据,第三计算过程要完整.

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