Question

4．為提純某鐵、銅混合物中的銅，化學探究小組按如下兩種方案實驗并記錄如下：
C與H固體的質量相等，E與J溶液的溶質質量分數相同．
（1）F→G發生反應的化學方程式為Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（2）根據已知條件求解A中鐵的質量（x）的比例式為$\frac{56}{2}=\frac{x}{0.2g}$；
（3）樣品中鐵與銅質量的最簡整數比為7：8；
（4）上述方案二中所需硫酸銅溶液的質量分數為10%；
（5）若上述樣品都通過方案二來提純銅，則最終可得到銅的質量為6.4g；
（6）由D→E需加入蒸餾水的體積為20.6mL．

Answer 1

分析 （1）根據鐵與硫酸銅的反應寫出反應的化學方程式；
（2）由于鐵與硫酸反應放出了氫氣，根據質量守恒定律混合物減少的質量就是生成的氫氣的質量由氫氣的質量可列出A中鐵的質量（x）的比例式、求出鐵的質量、硫酸亞鐵的質量、銅的質量；
（3）根據鐵的質量可求出銅的質量即可求出鐵與銅質量的最簡整數比；
（4）（5）（6）根據溶液的質量增加量進行相關計硫酸銅、生成的銅的質量以及生成的硫酸亞鐵的質量．

解答 解：
由題意可知，F→G發生的反應是鐵與硫酸銅溶液反應生成硫酸亞鐵和銅，化學方程式為：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
生成氫氣的質量為：50g+12g-61.8g=0.2g
設A中鐵的質量為x、生成硫酸亞鐵的質量為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
樣品中鐵與銅質量的最簡整數比為：5.6g：（12g-5.6g）=7：8；
由于C與H固體的質量相等，所以H固體也應該是12g-5.6g=6.4g
設硫酸銅的質量為x，生成的硫酸亞鐵的質量為z．
 Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu   溶液質量增變量
      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
所用硫酸銅溶液中硫酸銅的質量分數為$\frac{8g}{80g}$×100%=10%
方案二所得溶液J和方案一得到的溶液E質量分數相等，設方案一加入的水的質量為y
$\frac{15.2g}{79.6g-3.6g}$×100%=$\frac{15.2g}{5.6g+50g-0.2g+y}$×100%
y=20.6g折合體積為20.6mL．
故答案為：
（1）Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（2）$\frac{56}{2}=\frac{x}{0.2g}$；
（3）7：8；
（4）10%；
（5）6.4g；
（6）20.6

點評 根據化學方程式計算時，第一要正確書寫化學方程式，第二要使用正確的數據，第三計算過程要完整．