將一些氧化銅粉末加入到100克質(zhì)量分數(shù)為14%的硫酸溶液中，微熱至氧化銅全部溶解，再向藍色溶液中加入W克鐵粉，充分反應后，過濾，烘干，得到干燥的固體物質(zhì)仍是Wg，求：
（1）原先氧化銅的質(zhì)量是多少？
（2）最后得到的溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為多少？
（3）當W為何值時才能滿足加入的鐵粉和得到的固體質(zhì)量相等？
分析：（1）硫酸銅溶液中加入鐵發(fā)生：CuSO4+Fe=FeSO4+Cu，鐵轉(zhuǎn)化出銅是一個使固體質(zhì)量增加的過程，如質(zhì)量不變，則還應存在反應Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑；
（2）最后生成的溶質(zhì)是FeSO4，它是由兩部分生成的．第一部分與CuSO4反應得到的FeSO4，第二部分是鐵與剩余硫酸生成的FeSO4，反應后溶液中總共含有FeSO4為兩部分的質(zhì)量和；根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應后所得溶液總質(zhì)量=100g稀硫酸+氧化銅的質(zhì)量+鐵的質(zhì)量-析出的銅的質(zhì)量（與鐵的質(zhì)量相等）-氫氣質(zhì)量，由于參加反應鐵的質(zhì)量與析出固體的質(zhì)量相等，所以，反應后所得溶液的總質(zhì)量=100g稀硫酸+氧化銅的質(zhì)量-氫氣質(zhì)量．則最后得到溶液的質(zhì)量分數(shù)為生成FeSO4的總質(zhì)量與反應后所得溶液總質(zhì)量的比；
（3）因為鐵與硫酸銅反應生成銅，固體質(zhì)量增加，根據(jù)加入Wg鐵粉，與硫酸銅反應后得到固體物質(zhì)為Wg可知，鐵粉沒有完全反應，剩余的鐵粉與稀硫酸反應，最后得到的Wg固體物質(zhì)為銅的質(zhì)量，根據(jù)Wg銅完全來自氧化銅，故可以計算出W的值．
解答：解：（1）發(fā)生的反應有①CuO+H2SO4═CuSO4+H2O、②Fe+CuSO4═FeSO4+Cu、③Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑，設含有xmolCuO，且反應③消耗ymolFe，
①CuO+H2SO4═CuSO4+H2O
  xmol xmol    xmol
②Fe+CuSO4═FeSO4+Cu△m
  xmol  xmol      xmol  8xg
③Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑，
ymol  ymol  
因反應前后固體質(zhì)量不變，則有8x=56y，固體中肯定存在剩余的鐵粉，則硫酸應完全反應，則有x+y=
100×14%
98
=
14
98
，
解之得：x=
1
8
，y=
1
56
，所以m（CuO）=
1
8
mol×80g/mol=10g，
答：原先氧化銅的質(zhì)量是10g；
（2）最后得到的溶液為FeSO4，n（FeSO4）=n（H2SO4）=
14
98
mol，則m（FeSO4）=
14
98
mol×152g/mol=21.71g，
n（H2）=
1
56
mol，m（H2）=
1
28
g，
則溶液的質(zhì)量為100g+10g+
1
28
g=109.96g，
最后得到溶液的質(zhì)量分數(shù)=
21，71
109.96
×100%=19.73%，
答：最后得到的溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為19.73%；
（3）Wg銅完全來自氧化銅，根據(jù)質(zhì)量守恒定律的元素守恒，則W=
64
80
×100%×10g=8g，
當W取值為等于或大于8g時，才能滿足加入鐵粉和得到固體質(zhì)量相等的要求．
答：當W為8g時才能滿足加入的鐵粉和得到的固體質(zhì)量相等．
點評：本題考查化學方程式的計算，側(cè)重于學生的分析能力和計算能力的考查，注意分析固體質(zhì)量不變的原因是解決本題的關(guān)鍵：要使加入的鐵粉和得到的固體質(zhì)量相等必須使硫酸消耗多余的Fe，且消耗鐵粉的質(zhì)量與置換出銅固體增加的質(zhì)量相等．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

（2010?南開區(qū)二模）下列實驗操作或?qū)嶒炇聦嵉臄⑹稣_的是
①③④⑥
①③④⑥
（填序號）．
①用稀HNO3清洗做過銀鏡反應實驗的試管
②用瓷坩堝高溫熔融Fe（CrO2）2和Na2CO3的固體混合物
③讀取滴定管內(nèi)液體的體積，俯視讀數(shù)導致讀數(shù)偏小
④不慎將苯酚溶液沾到皮膚上，立即用酒精清洗
⑤向盛有沸水的燒杯中滴加FeCl3飽和溶液并長時間煮沸，以制備Fe（OH）3膠體
⑥向2.0mL濃度均為0.1mol/L的KCl、KI混合溶液中滴加1～2滴0.01mol/L AgNO3
溶液，振蕩，沉淀呈黃色
（2）某課外小組對一些金屬單質(zhì)和化合物的性質(zhì)進行研究．
（1）下表為“鋁與氯化銅溶液反應”實驗報告的一部分：
實驗步驟 實驗現(xiàn)象
將打磨過的鋁片（過量）放入一定濃度的CuCl2溶液中 產(chǎn)生氣泡，析出疏松的紅色固體，溶液逐漸變?yōu)闊o色

反應結(jié)束后分離出溶液備用
紅色固體用蒸餾水洗滌后，置于潮濕空氣中 一段時間后固體由紅色變?yōu)榫G色[其主要成分為Cu2（OH）2CO3]
①按反應類型寫出實驗中發(fā)生反應的化學方程式各一個（是離子反應的只寫離子方程式）：
置換反應
2Al+6H+═2Al3++3H2↑ 或2Al+3Cu2+═2Al3++3Cu
2Al+6H+═2Al3++3H2↑ 或2Al+3Cu2+═2Al3++3Cu

化合反應
2Cu+O2+H2O+CO2═Cu2（OH）2CO3
2Cu+O2+H2O+CO2═Cu2（OH）2CO3
．
②用石墨作電極，電解上述實驗分離出的溶液，兩極產(chǎn)生氣泡．持續(xù)電解，在陰極附近的溶液中還可觀察到的現(xiàn)象是
有白色沉淀生成，后沉淀逐漸溶解至消失
有白色沉淀生成，后沉淀逐漸溶解至消失
，解釋此現(xiàn)象的離子方程式是
Al3++3OH-═Al（OH）3↓ Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O
Al3++3OH-═Al（OH）3↓ Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O

（2）探究氧化銅性質(zhì)
①取A、B兩支試管，向A中先加入適量CuO粉末，再分別向A和B中加入等體積的3% H2O2溶液，只觀察到A中有大量氣泡．實驗結(jié)論是
CuO對H2O2的分解有催化作用
CuO對H2O2的分解有催化作用
．
②用收集氣體并測定其體積的方法探究試管A中反應的速率，必需的實驗儀器有：
水槽（或集氣瓶）、導管、量筒、秒表
水槽（或集氣瓶）、導管、量筒、秒表
．

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科目：高中化學 來源：2012-2013學年河北省定州中學高考復習綜合測試化學試卷（帶解析） 題型：實驗題

（12分）某校的探究小組同學想研究氧化銅能否在氯酸鉀的受熱分解反應中起催化劑的作用，設計了以下的對比實驗和操作步驟：
①任取兩份氯酸鉀，分別放入兩支試管，在其中一份中加入經(jīng)精確稱量的n g氧化銅粉末。
②將兩份氯酸鉀同時在相同的條件下加熱，將放出的氣體通入水中，觀察放出氣體的快慢。
③停止加熱、冷卻，將原先混有氧化銅的反應后的混合物加水溶解，小心過濾，將濾出固體物質(zhì)洗滌并干燥。
④觀察濾出固體物質(zhì)的狀態(tài)、顏色。
⑤將濾出固體物質(zhì)和炭粉混合，在密閉容器中加熱，并將反應產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中，并觀察實驗現(xiàn)象。
（1）從以上有關(guān)實驗步驟的敘述中可發(fā)現(xiàn)操作方案還存在一些缺陷，請指出并加以改進：
______________________________________________________________________、
______________________________________________________________________。
（2）有人換用另一種方法來代替上述第⑤操作，請從下圖中選擇儀器中連接成一套實驗裝置，這套實驗裝置的連接順序是_______接______、________接______、________接________接_______（氣流的方向從左往右）。

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科目：高中化學 來源：2012-2013學年河北省高考復習綜合測試化學試卷（解析版） 題型：實驗題

（12分）某校的探究小組同學想研究氧化銅能否在氯酸鉀的受熱分解反應中起催化劑的作用，設計了以下的對比實驗和操作步驟：

①任取兩份氯酸鉀，分別放入兩支試管，在其中一份中加入經(jīng)精確稱量的n g氧化銅粉末。

②將兩份氯酸鉀同時在相同的條件下加熱，將放出的氣體通入水中，觀察放出氣體的快慢。

③停止加熱、冷卻，將原先混有氧化銅的反應后的混合物加水溶解，小心過濾，將濾出固體物質(zhì)洗滌并干燥。

④觀察濾出固體物質(zhì)的狀態(tài)、顏色。

⑤將濾出固體物質(zhì)和炭粉混合，在密閉容器中加熱，并將反應產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中，并觀察實驗現(xiàn)象。

（1）從以上有關(guān)實驗步驟的敘述中可發(fā)現(xiàn)操作方案還存在一些缺陷，請指出并加以改進：

______________________________________________________________________、

______________________________________________________________________。

（2）有人換用另一種方法來代替上述第⑤操作，請從下圖中選擇儀器中連接成一套實驗裝置，這套實驗裝置的連接順序是_______接______、________接______、________接________接_______（氣流的方向從左往右）。

 

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科目：高中化學 來源： 題型：

某研究性學習小組按下圖所示裝置設計實驗，其中C中裝的是酸性高錳酸鉀溶液，D中為品紅溶液，E中為濃硫酸。請你完成下列實驗報告，并回答一些問題。

一、實驗目的：研究鐵與濃硫酸的反應。
二、實驗藥品：鐵釘、濃硫酸、酸性高錳酸鉀溶液、品紅溶液、氧化銅和硫酸銅溶液。
三、實驗步驟：

四、回答下列問題：
（1）盛放藥品前，檢驗裝置氣密性的操作方法和現(xiàn)象是______________。
（2）裝置A中放入有關(guān)藥品后，打開活塞K，將分液漏斗中的液體加入到燒瓶中，關(guān)閉分液漏斗上的活塞，點燃酒精燈，燒瓶中反應的化學方程式為______________。
（3）裝置G燒杯中盛放的液體是____，其作用是______________。
（4）裝置B的作用是貯存多余的二氧化硫，防止其污染環(huán)境，則B中盛放的液體是______________。
A.水
B.濃溴水
C.酸性高錳酸鉀溶液
D.飽和亞硫酸氫鈉溶液
五、問題探究：
在實驗過程中，該組同學觀察到裝置C中溶液的顏色逐漸變淺，裝置D中溶液顏色未見明顯變化，又過一段時間后，裝置F中氧化銅粉末由黑色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，G燒杯中逐漸冒出氣泡，此時裝置D中溶液顏色仍未見明顯變化。
（1）裝置F中氧化銅粉末由黑色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色的原因是___________。
（2）為了驗證鐵釘與濃硫酸在不加熱時是否發(fā)生鈍化，可采取的方法是_________。

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