Question

4．为提纯某铁、铜混合物中的铜，化学探究小组按如下两种方案实验并记录如下：
C与H固体的质量相等，E与J溶液的溶质质量分数相同．
（1）F→G发生反应的化学方程式为Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（2）根据已知条件求解A中铁的质量（x）的比例式为$\frac{56}{2}=\frac{x}{0.2g}$；
（3）样品中铁与铜质量的最简整数比为7：8；
（4）上述方案二中所需硫酸铜溶液的质量分数为10%；
（5）若上述样品都通过方案二来提纯铜，则最终可得到铜的质量为6.4g；
（6）由D→E需加入蒸馏水的体积为20.6mL．

Answer 1

分析 （1）根据铁与硫酸铜的反应写出反应的化学方程式；
（2）由于铁与硫酸反应放出了氢气，根据质量守恒定律混合物减少的质量就是生成的氢气的质量由氢气的质量可列出A中铁的质量（x）的比例式、求出铁的质量、硫酸亚铁的质量、铜的质量；
（3）根据铁的质量可求出铜的质量即可求出铁与铜质量的最简整数比；
（4）（5）（6）根据溶液的质量增加量进行相关计硫酸铜、生成的铜的质量以及生成的硫酸亚铁的质量．

解答 解：
由题意可知，F→G发生的反应是铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
生成氢气的质量为：50g+12g-61.8g=0.2g
设A中铁的质量为x、生成硫酸亚铁的质量为y
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56             152      2
x               y        0.2g
$\frac{56}{2}=\frac{x}{0.2g}$    解得：x=5.6g
$\frac{152}{2}=\frac{y}{0.2g}$  解得：y=15.2g
样品中铁与铜质量的最简整数比为：5.6g：（12g-5.6g）=7：8；
由于C与H固体的质量相等，所以H固体也应该是12g-5.6g=6.4g
设硫酸铜的质量为x，生成的硫酸亚铁的质量为z．
 Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu   溶液质量增变量
      160        152               160-152=8
      x              z              80g-79.6g=0.4g
$\frac{160}{x}$=$\frac{152}{z}$=$\frac{8}{0.4g}$
x=8g
z=15.2g
所用硫酸铜溶液中硫酸铜的质量分数为$\frac{8g}{80g}$×100%=10%
方案二所得溶液J和方案一得到的溶液E质量分数相等，设方案一加入的水的质量为y
$\frac{15.2g}{79.6g-3.6g}$×100%=$\frac{15.2g}{5.6g+50g-0.2g+y}$×100%
y=20.6g折合体积为20.6mL．
故答案为：
（1）Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（2）$\frac{56}{2}=\frac{x}{0.2g}$；
（3）7：8；
（4）10%；
（5）6.4g；
（6）20.6

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．