Question

【題目】有一固體為銅和鐵的混合物，為測定混合物中銅的質(zhì)量分數(shù)，某學(xué)習(xí)小組取樣品10g，加入足量的稀鹽酸充分反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體的質(zhì)量與反應(yīng)時間的關(guān)系圖如圖1．

（1）生成氣體的總質(zhì)量為多少g．

（2）求該樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)（寫出計算過程）

（3）另一學(xué)習(xí)小組取樣5克放于燒杯中，加入足量的硫酸銅溶液與之充分反應(yīng)．試計算完全反應(yīng)后燒杯中固體的質(zhì)量為多少．請在坐標圖2中畫出燒杯中的固體的質(zhì)量與反應(yīng)時間的關(guān)系圖．（假設(shè)該反應(yīng)在時間t1時恰好完全反應(yīng)）

Answer 1

【答案】（1）0.2 （2） 44%（過程見詳解） （3）5.4g

【解析】

（1）根據(jù)圖1的圖象直接讀數(shù)；

（2）根據(jù)金屬活動順序表，銅和鹽酸不反應(yīng)，鐵和鹽酸反應(yīng)生成氫氣，進行計算解答；

（3）根據(jù)金屬活動順序表，鐵可將硫酸銅溶液中的銅置換出來，進行計算作圖。

（1）從圖1可知，反應(yīng)時間5分鐘時，氣體的質(zhì)量不再增加，因為加入了足量的稀鹽酸，所以可知此時混合物中的鐵已經(jīng)充分反應(yīng)，生成氫氣的質(zhì)量為5分鐘及以后對應(yīng)的縱坐標，也就是0.2g；

（2）設(shè)混合物中鐵的質(zhì)量為x，根據(jù)鐵與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式可得

＝5.6g

可知混合物中鐵的質(zhì)量為5.6g，鐵的質(zhì)量分數(shù)為5.6g÷10g＝56%，銅的質(zhì)量分數(shù)為44%；

（3）由（2）可得，混合物中鐵的質(zhì)量分數(shù)為56%，那么5g混合物中含有鐵的質(zhì)量為2.8g，設(shè)鐵與硫酸銅反應(yīng)中置換得到的銅的質(zhì)量是y，根據(jù)鐵與硫酸銅反應(yīng)的化學(xué)方程式可得：

y＝3.2g

可知置換出3.2g銅，因加入了足量的硫酸銅溶液，燒杯中固體的質(zhì)量為置換出銅的質(zhì)量與混合物中銅的質(zhì)量，故燒杯中固體的質(zhì)量為3.2g＋2.2g＝5.4g；

在繪制關(guān)系圖時，燒杯中固體質(zhì)量在反應(yīng)開始時質(zhì)量為5g，所以橫軸坐標為0時，縱軸坐標為5；在t1時恰好完全反應(yīng)，此刻燒杯中固體的質(zhì)量為5.4g，所以橫軸坐標為t1時，，縱軸坐標為5.4；之后因為鐵被完全消耗，燒杯中固體的質(zhì)量在t1時間后一直保持在5.4g，所以橫坐標為t1后的各點縱坐標為5.4；連接各點即可做出關(guān)系圖。