Question

【题目】将一定质量的氧化铜粉末加入到100g质量分数为14％的硫酸溶液中，微热至氧化铜全部溶解，再向蓝色溶液屮加入Wg铁粉，充分反应后，过滤、烘干，得到干燥的固体混合物仍是Wg。下列说法不正确的是

A. W的取值范围是W≥8g B. 加入氧化铜的质量是10g

C. 最后得到溶液溶质质量分数约是19.7％ D. 产生气体的质量为0.07g

Answer 1

【答案】D

【解析】解法一：

设原先氧化铜的质量为m，则与氧化铜反应的硫酸的质量x，生成硫酸铜的质量y。
CuO+H2SO4═CuSO4+H2O
80 98 160
m x y

x=

y=2m
设加入铁粉与硫酸铜溶液充分反应固体增加的质量为a；与剩余稀硫酸反应的铁的质量为b，同时放出氢气质量为c。
Fe+CuSO4═FeSO4+Cu 固体质量增加
56 160 64 64-56=8
2m a

a=0.1m
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56 98 2
b 14g- c

b=8-0.7m
反应前后固体质量不变，即与硫酸反应消耗铁的质量等于与硫酸铜反应固体增加的质量，即：a=b,0.1m=8-0.7m，解得m=10g，b=1g。

,由于b=1g,所以有：

c≈0.04g

由题意可知，硫酸最终全部转化为硫酸亚铁，设硫酸亚铁的质量为z。
H2SO4～FeSO4
98 152
100g×14% z

Z=
加入铁粉的质量W=××100%=8g；
最后得到溶液的质量分数=×100%≈19.73%

故选D。

解法二：

根据加入铁粉后，固体质量相等，则说明反应消耗铁粉的量等于析出金属铜的质量。

反应过程中存在如下转化关系：

H2SO4H2SO4、CuSO4FeSO4

则存在关系式：H2SO4 ~ Fe ~ FeSO4

98 56 152

100 g×14％ x w

解得x =8 g，w =21.7 g，则反应生成铜的质量为8 g，根据质量守恒定律可知氧化铜的质量为8 g ÷=10 g，则A、B项正确。

设与氧化铜反应的硫酸的质量y，生成硫酸铜的质量z。
CuO+H2span>SO4═CuSO4+H2O
80 98 160

10 g y z

解得y=12.25 g，z=20 g，则剩余H2SO4的质量为100 g×14％－12.25 g=1.75 g

设反应生成氢气的质量为m。

Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
98 2

1.75 g m

解得m =0.036 g，则D项错误。

则最后所得硫酸亚铁溶液的溶质质量分数为：=19.7％，C项正确。