Question

【題目】為探究鐵的化學性質，某學習小組做了如圖甲所示實驗。他們觀察到試管a中鐵粉全部溶解，產生大量氣泡，溶液呈①____色，反應的化學方程式為②____；試管b中有③______色固體生成，該反應的化學方程式為④_____。為進一步確定試管a所得溶液中的溶質成分和試管b所得固體的組成，他們進行了以下實驗探究。

（提出猜想）（1）試管a中的溶質成分：猜想一：FeSO4；猜想二：⑤______。

（2）試管b中固體的組成：猜想三：Cu； 猜想四：Fe和Cu。

（實驗探究）甲圖所示實驗結束后，將試管a、試管b內的物質全部倒入同一燒杯中（如乙圖所示），他們驚奇地發現燒杯內溶液中產生大量氣泡。

（總結交流）經過討論，大家一致認為上述猜想中正確的是⑥_______。

（拓展探究）某混合溶液由硫酸銅和硫酸溶液組成。上述小組同學取192.4g該混合溶液于燒杯中，然后往其中加入33.6g鐵粉，充分混合后，恰好完全反應。實驗測得反應過程中產生氣體的質量為0.4g。計算：

（3）原混合溶液中H2SO4的質量______。（計算結果保留一位小數）

（4）原混合溶液中CuSO4和H2SO4的質量比______。

（5）完全反應后所得溶液中溶質的質量分數_______。（計算結果保留一位小數）

Answer 1

【答案】淺綠 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 紅 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu H2SO4和FeSO4 猜想二和猜想四 19.6g 160：49 45.6%

【解析】

鐵和硫酸反應生成氫氣和硫酸亞鐵，觀察到試管a中鐵粉全部溶解，產生大量氣泡，溶液呈 綠色，反應的化學方程式為Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；試管b中是鐵和硫酸銅反應生成銅和硫酸亞鐵，有紅色固體生成，該反應的化學方程式為 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；

提出猜想：（1）試管a中的溶質成分：猜想一為鐵和硫酸恰好反應，無硫酸剩余，所以溶質只有FeSO4；猜想二為硫酸過量，溶質為剩余的H2SO4和生成的FeSO4；

總結交流：甲圖所示實驗結束后，將試管a、試管b內的物質全部倒入同一燒杯中，發現燒杯內溶液中產生大量氣泡。說明是鐵和硫酸反應生成氫氣，所以是有鐵剩余和硫酸剩余的情況，對應的正確猜想為猜想二和猜想四；

設：溶液中H2SO4的質量為x，生成的硫酸亞鐵的質量為y，消耗的鐵的質量為z。

x=19.6g

y=30.4g

z=11.2g

則與硫酸銅反應的鐵的質量為33.6g﹣11.2g=22.4g；

設：硫酸銅的質量為a，生成的銅的質量為b，生成的硫酸亞鐵的質量為c。

a=64g

b=25.6g

c=60.8g

原混合溶液中CuSO4和H2SO4的質量比64g ：19.6g =160：49；

完全反應后所得溶液中溶質的質量分數 。