Question

某化學(xué)興趣小組在做Fe和CuSO₄溶液反應(yīng)實驗時，發(fā)現(xiàn)生成Cu的同時有氣泡產(chǎn)生．為了進一步研究做了如下實驗：
①取8.5g Fe粉放入一定量的CuSO₄中，反應(yīng)完成后，濾出固體，洗滌、干燥后稱量，固體質(zhì)量為9.2g．
②將9.2g固體與一定質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸充分反應(yīng)，消耗鹽酸50.0g，根據(jù)實驗繪制反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量與反應(yīng)時間的關(guān)系見圖．求：
（1）稀鹽酸的質(zhì)量分數(shù)、與稀鹽酸反應(yīng)的Fe的質(zhì)量．
（2）與CuSO₄反應(yīng)的Fe的質(zhì)量．
（3）與CuSO₄反應(yīng)的Fe的質(zhì)量及與鹽酸反應(yīng)的Fe的質(zhì)量之和______8.5g（選填“＞”、“＜”或“=”）．對此結(jié)果作出你的解釋______．

Answer 1

【答案】分析：（1）因為銅不與鹽酸反應(yīng)，故產(chǎn)生氫氣的反應(yīng)是Fe與鹽酸反應(yīng)．利用Fe與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式和生成氫氣的質(zhì)量（由圖示數(shù)據(jù)可知，完全反應(yīng)后生成氫氣的質(zhì)量為0.10g），列出比例式，就可計算出與稀鹽酸反應(yīng)的Fe的質(zhì)量和鹽酸的質(zhì)量，然后根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)公式就可計算出稀鹽酸的質(zhì)量分數(shù)；
（2）分析題意可知，9.2g固體減去與稀鹽酸反應(yīng)的Fe的質(zhì)量就是置換出的銅的質(zhì)量．利用Fe與硫酸銅反應(yīng)的化學(xué)方程式，列出比例式，就可計算出與CuSO₄反應(yīng)的Fe的質(zhì)量；
（3）計算出“與稀鹽酸反應(yīng)的Fe的質(zhì)量+與CuSO₄反應(yīng)的Fe的質(zhì)量”之和，與8.5g比較；根據(jù)已知條件和計算出的數(shù)據(jù)進行分析．
解答：解：（l）設(shè)與稀鹽酸反應(yīng)的Fe的質(zhì)量為x，鹽酸的質(zhì)量為w．
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
56  73         2
x    w        0.10g
∴，，
解之得：x=2.8g；w=3.65g；
稀鹽酸的質(zhì)量分數(shù)為：×100%=7.3%；
答：稀鹽酸的質(zhì)量分數(shù)為7.3%；與稀鹽酸反應(yīng)的Fe的質(zhì)量為2.8g；
（2）設(shè)與CuSO₄反應(yīng)的Fe的質(zhì)量為y，
Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu
56              64
y               9.2g一2.8g
∴，
解之得：y=5.6g；
答：與CuSO₄反應(yīng)的Fe的質(zhì)量為5.6g；
（3）與CuSO₄反應(yīng)的Fe的質(zhì)量及與鹽酸反應(yīng)的Fe的質(zhì)量之和為：2.8g+5.6g=8.4g＜8.5g；
在Fe和CuSO₄溶液反應(yīng)實驗時，發(fā)現(xiàn)生成Cu的同時有氣泡產(chǎn)生，而且與CuSO₄反應(yīng)的Fe的質(zhì)量及與鹽酸反應(yīng)的Fe的質(zhì)量之和＜8.5g，說明有少量Fe與CuSO₄溶液中的酸性物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)，產(chǎn)生了氫氣．
故答案為：＜；因為有少量Fe與CuSO₄溶液中的酸性物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)．
點評：本題主要考查學(xué)生利用化學(xué)方程式和溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)公式進行計算的能力．學(xué)生需根據(jù)金屬的活動性的知識，分析物質(zhì)間的反應(yīng)情況，正確運用化學(xué)方程式進行計算．