Question

4．為提純某鐵、銅混合物中的銅，化學(xué)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(zhì)量相等，E與J溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)相同．
（1）F→G發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
（2）根據(jù)已知條件求解A中鐵的質(zhì)量（x）的比例式為$\frac{56}{2}=\frac{x}{0.2g}$；
（3）樣品中鐵與銅質(zhì)量的最簡整數(shù)比為7：8；
（4）上述方案二中所需硫酸銅溶液的質(zhì)量分數(shù)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(zhì)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(jù)鐵與硫酸銅的反應(yīng)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（2）由于鐵與硫酸反應(yīng)放出了氫氣，根據(jù)質(zhì)量守恒定律混合物減少的質(zhì)量就是生成的氫氣的質(zhì)量由氫氣的質(zhì)量可列出A中鐵的質(zhì)量（x）的比例式、求出鐵的質(zhì)量、硫酸亞鐵的質(zhì)量、銅的質(zhì)量；
（3）根據(jù)鐵的質(zhì)量可求出銅的質(zhì)量即可求出鐵與銅質(zhì)量的最簡整數(shù)比；
（4）（5）（6）根據(jù)溶液的質(zhì)量增加量進行相關(guān)計硫酸銅、生成的銅的質(zhì)量以及生成的硫酸亞鐵的質(zhì)量．

解答 解：
由題意可知，F(xiàn)→G發(fā)生的反應(yīng)是鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，化學(xué)方程式為：Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu；
生成氫氣的質(zhì)量為：50g+12g-61.8g=0.2g
設(shè)A中鐵的質(zhì)量為x、生成硫酸亞鐵的質(zhì)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(zhì)量的最簡整數(shù)比為：5.6g：（12g-5.6g）=7：8；
由于C與H固體的質(zhì)量相等，所以H固體也應(yīng)該是12g-5.6g=6.4g
設(shè)硫酸銅的質(zhì)量為x，生成的硫酸亞鐵的質(zhì)量為z．
 Fe+CuSO₄═FeSO₄+Cu   溶液質(zhì)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(zhì)量分數(shù)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(zhì)量分數(shù)相等，設(shè)方案一加入的水的質(zhì)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(jù)化學(xué)方程式計算時，第一要正確書寫化學(xué)方程式，第二要使用正確的數(shù)據(jù)，第三計算過程要完整．