Question

【题目】有一固体为铜和铁的混合物，为测定混合物中铜的质量分数，某学习小组取样品10g，加入足量的稀盐酸充分反应，产生的气体的质量与反应时间的关系图如图1．

（1）生成气体的总质量为多少g．

（2）求该样品中铜的质量分数（写出计算过程）

（3）另一学习小组取样5克放于烧杯中，加入足量的硫酸铜溶液与之充分反应．试计算完全反应后烧杯中固体的质量为多少．请在坐标图2中画出烧杯中的固体的质量与反应时间的关系图．（假设该反应在时间t1时恰好完全反应）

Answer 1

【答案】（1）0.2 （2） 44%（过程见详解） （3）5.4g

【解析】

（1）根据图1的图象直接读数；

（2）根据金属活动顺序表，铜和盐酸不反应，铁和盐酸反应生成氢气，进行计算解答；

（3）根据金属活动顺序表，铁可将硫酸铜溶液中的铜置换出来，进行计算作图。

（1）从图1可知，反应时间5分钟时，气体的质量不再增加，因为加入了足量的稀盐酸，所以可知此时混合物中的铁已经充分反应，生成氢气的质量为5分钟及以后对应的纵坐标，也就是0.2g；

（2）设混合物中铁的质量为x，根据铁与盐酸反应的化学方程式可得

＝5.6g

可知混合物中铁的质量为5.6g，铁的质量分数为5.6g÷10g＝56%，铜的质量分数为44%；

（3）由（2）可得，混合物中铁的质量分数为56%，那么5g混合物中含有铁的质量为2.8g，设铁与硫酸铜反应中置换得到的铜的质量是y，根据铁与硫酸铜反应的化学方程式可得：

y＝3.2g

可知置换出3.2g铜，因加入了足量的硫酸铜溶液，烧杯中固体的质量为置换出铜的质量与混合物中铜的质量，故烧杯中固体的质量为3.2g＋2.2g＝5.4g；

在绘制关系图时，烧杯中固体质量在反应开始时质量为5g，所以横轴坐标为0时，纵轴坐标为5；在t1时恰好完全反应，此刻烧杯中固体的质量为5.4g，所以横轴坐标为t1时，，纵轴坐标为5.4；之后因为铁被完全消耗，烧杯中固体的质量在t1时间后一直保持在5.4g，所以横坐标为t1后的各点纵坐标为5.4；连接各点即可做出关系图。