Question

18．某化學興趣小組在做鐵與硫酸銅溶液反應實驗時，發現生成紫紅色固體的同時還伴有少量氣泡產生．為了進一步探究，他們又做了如下實驗：
①取8.5g純鐵粉放入一定量的硫酸銅溶液中，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的稀鹽酸充分反應后，他們根據實驗數據繪制反應產生氫氣的質量（g）與反應時間（min）的關系圖（如圖）．
請回答下列問題：
（1）鐵與稀鹽酸反應的化學方程式為：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑．
（2）與硫酸銅反應的鐵的質量為5.6g．
（3）整個實驗過程中，參與反應的鐵的質量之和小于8.5g．由此，你得出的結論是：有少量鐵與硫酸銅溶液中的酸性物質反應生成了氣體．

Answer 1

分析 （1）鐵與鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣；
（2）利用鐵與鹽酸反應的化學方程式，根據氫氣的質量求出鐵的質量．9.2g固體能與鹽酸發生反應，說明9.2g固體不全是銅，還有鐵，用9.2g-固體中混有的鐵的質量=銅的質量．利用鐵與硫酸銅反應的化學方程式，根據銅的質量求出鐵的質量．
（3）在做鐵與硫酸銅溶液反應的實驗時，發現生成銅的同時有氣泡產生．說明硫酸銅溶液中混有酸，部分鐵與硫酸銅溶液中的酸發生反應，所以會造成與硫酸銅反應的鐵的質量及與鹽酸反應的鐵的質量之和小于8.5g．

解答 解：（1）鐵與鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，化學方程式為：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；
（2）設與鹽酸反應的鐵的質量為x
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56                      2
 x                     0.1g
$\frac{56}{x}=\frac{2}{0.1g}$
x=2.8g
9.2g固體中銅的質量為：9.2g-2.8g=6.4g
設與硫酸銅反應的鐵的質量為y
     Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
     56                        64
     y                         6.4g
$\frac{56}{y}=\frac{64}{6.4g}$
        y=5.6g
答：和硫酸銅反應的鐵的質量為5.6g．
（3）2.8g+5.6g=8.4g＜8.5g
故答案為：有少量鐵與硫酸銅溶液中的酸性物質反應生成了氣體．

點評 做硫酸銅與鐵反應的實驗時，生成的銅覆蓋在鐵的表面，會造成鐵不能完全反應，所以將生成的銅放入鹽酸中會有氣體生成，那其實是未反應的鐵在與鹽酸發生反應．