Question

9．将一包含有杂质的铁粉样品分成质量相等的两份样品（杂质不溶于水，且不参加反应）．若向第一份样品中加入10g的稀硫酸，恰好完全反应后，过滤干燥得到0.4g不溶物；若向第二份样品中加入足量的氯化铜溶液，充分反应后，过滤干燥得到2.0g不溶物．问：
（1）第二份样品充分反应后，得到铜的质量是多少？
（2）第一份样品反应中所用稀硫酸的溶质质量分数？

Answer 1

分析 若向其中一份中加入足量的稀盐酸，充分反应后应得到0.4g不溶物，说明其中一份铁粉中含杂质0.4g；向另一份中加入足量的氯化铜溶液，充分反应得到不溶物2.0g，所得不溶物为铜与铁粉中杂质的混合物，则铜的质量=2.0g-0.4g=1.6g；根据生成铜的质量，由反应的化学方程式，可计算中其中一份铁粉中铁的质量，根据铁与硫酸反应的化学方程式，依据铁的质量即可计算硫酸的质量．

解答 解：（1）分析题意知原混合物的一半含杂质0.4克，则原混合物的一半生成铜的质量是2.0g-0.4g=1.6g；
（2）设原混合物与氯化铜反应的铁的质量为x
 Fe+CuCl₂═Cu+FeCl₂
 56        64
 x         1.6g   
$\frac{56}{x}=\frac{64}{1.6g}$　　　　
X=1.4g
　　设10g稀硫酸中溶质的质量为y
　　　 Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
       56  98
      1.4g  y
　　　$\frac{56}{1.4g}=\frac{98}{y}$
    y=2.45g
所用稀硫酸的溶质质量分数：$\frac{2.45g}{10g}$×100%=24.5%；
答：（1）第二份样品充分反应后，得到铜的质量是1.6g
（2）第一份样品反应中所用稀硫酸的溶质质量分数是24.5%．

点评 解答本题需要使用杂质“迁移”，即两份相同的铁样品，其中所含杂质的质量一定也是相等的，这对本题的解决至关重要．