将16g CuO粉末加入到200g一定质量分数的硫酸溶液中，微热至氧化铜全部溶解，再向蓝色溶液中加入W
| 将16g CuO粉末加入到200g一定质量分数的硫酸溶液中，微热至氧化铜全部溶解，再向蓝色溶液中加入W g铁粉，充分反应后过滤，将滤渣小心干燥后得固体物质为W g． 求： （1）所加稀硫酸中溶质的质量分数． （2）当W取何值时，才能满足加入铁粉和得到固体质量相等． |
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铁与硫酸铜反应生成铜，铁的相对原子质量为56，而铜为64，故应是固体质量增加，根据加入W g铁粉，与硫酸铜反应后得到固体物质为Wg可知，铁粉没有完全反应，硫酸铜完全反应，生成的W g固体物质是铜的质量，16g CuO粉末与稀硫酸完全反应，设需要硫酸的质量为x
CuO+H 2 SO 4 ═CuSO 4 +H 2 O
8098
16g x
80
98 =
16g
x
x=19.6g
W g铜完全来自氧化铜，根据元素守恒，则W=
64
80 ×100%×16g=12.8g
设生成12.8g铜需要铁的质量为y
Fe+CuSO 4 =FeSO 4 +Cu
56 64
y 12.8g
56
64 =
y
12.8g
y=11.2g
则剩余铁的质量为：12.8g-11.2g=1.6g
设与1.6g铁反应需要硫酸的质量为z
Fe+H 2 SO 4 =FeSO 4 +H 2 ↑
56 98
1.6gz
56
98 =
1.6g
z
z=2.8g
故参加反应的硫酸的质量=19.6g+2.8g=22.4g
故硫酸的质量分数=
22.4g
200g ×100%=11.2%
由以上计算可知，只有当W取值为12.8g时，才能满足加入铁粉和得到固体质量相等．
答：（1）所加稀硫酸中溶质的质量分数为11.2%．（2）当W取值为12.8g时，才能满足加入铁粉和得到固体质量相等的要求．
CuO+H 2 SO 4 ═CuSO 4 +H 2 O
8098
16g x
80
98 =
16g
x
x=19.6g
W g铜完全来自氧化铜，根据元素守恒，则W=
64
80 ×100%×16g=12.8g
设生成12.8g铜需要铁的质量为y
Fe+CuSO 4 =FeSO 4 +Cu
56 64
y 12.8g
56
64 =
y
12.8g
y=11.2g
则剩余铁的质量为：12.8g-11.2g=1.6g
设与1.6g铁反应需要硫酸的质量为z
Fe+H 2 SO 4 =FeSO 4 +H 2 ↑
56 98
1.6gz
56
98 =
1.6g
z
z=2.8g
故参加反应的硫酸的质量=19.6g+2.8g=22.4g
故硫酸的质量分数=
22.4g
200g ×100%=11.2%
由以上计算可知，只有当W取值为12.8g时，才能满足加入铁粉和得到固体质量相等．
答：（1）所加稀硫酸中溶质的质量分数为11.2%．（2）当W取值为12.8g时，才能满足加入铁粉和得到固体质量相等的要求．
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