Question

某化學興趣小組在做Fe和CuSO₄溶液反應實驗時，發(fā)現(xiàn)生成Cu的同時有氣泡產生．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，反應完成后，濾出固體，洗滌、干燥后稱量，固體質量為9.2g．
②將9.2g固體與一定質量分數(shù)的稀鹽酸充分反應，消耗鹽酸50.0g，根據(jù)實驗繪制反應產生氫氣的質量與反應時間的關系見圖．求：
（1）稀鹽酸的質量分數(shù)、與稀鹽酸反應的Fe的質量．
（2）與CuSO₄反應的Fe的質量．
（3）與CuSO₄反應的Fe的質量及與鹽酸反應的Fe的質量之和

 

8.5g（選填“＞”、“＜”或“=”）．對此結果作出你的解釋

 

．

Answer 1

分析：（1）因為銅不與鹽酸反應，故產生氫氣的反應是Fe與鹽酸反應．利用Fe與鹽酸反應的化學方程式和生成氫氣的質量（由圖示數(shù)據(jù)可知，完全反應后生成氫氣的質量為0.10g），列出比例式，就可計算出與稀鹽酸反應的Fe的質量和鹽酸的質量，然后根據(jù)溶質質量分數(shù)公式就可計算出稀鹽酸的質量分數(shù)；
（2）分析題意可知，9.2g固體減去與稀鹽酸反應的Fe的質量就是置換出的銅的質量．利用Fe與硫酸銅反應的化學方程式，列出比例式，就可計算出與CuSO₄反應的Fe的質量；
（3）計算出“與稀鹽酸反應的Fe的質量+與CuSO₄反應的Fe的質量”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）設與稀鹽酸反應的Fe的質量為x，鹽酸的質量為w．
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
56  73         2
x    w        0.10g
∴

56

2

=

x

0.10g

，

73

2

=

w

0.10g

，
解之得：x=2.8g；w=3.65g；
稀鹽酸的質量分數(shù)為：

3.65g

50g

×100%=7.3%；
答：稀鹽酸的質量分數(shù)為7.3%；與稀鹽酸反應的Fe的質量為2.8g；
（2）設與CuSO₄反應的Fe的質量為y，
Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu
56              64
y               9.2g一2.8g
∴

56

64

=

y

9.2g-2.8g

，
解之得：y=5.6g；
答：與CuSO₄反應的Fe的質量為5.6g；
（3）與CuSO₄反應的Fe的質量及與鹽酸反應的Fe的質量之和為：2.8g+5.6g=8.4g＜8.5g；
在Fe和CuSO₄溶液反應實驗時，發(fā)現(xiàn)生成Cu的同時有氣泡產生，而且與CuSO₄反應的Fe的質量及與鹽酸反應的Fe的質量之和＜8.5g，說明有少量Fe與CuSO₄溶液中的酸性物質發(fā)生了反應，產生了氫氣．
故答案為：＜；因為有少量Fe與CuSO₄溶液中的酸性物質發(fā)生了反應．

點評：本題主要考查學生利用化學方程式和溶質質量分數(shù)公式進行計算的能力．學生需根據(jù)金屬的活動性的知識，分析物質間的反應情況，正確運用化學方程式進行計算．