Question

某校化学活动小组的同学欲用氧化铜、铁粉和稀硫酸为原料制备金属铜．
[设计与实验]实验过程和相应的现象如图所示：

	学生甲	学生乙	学生丙
氧化铜的质量（g）	8	8	8
9.8%稀硫酸的质量（g）	50	100	150
铁粉的质量（g）	5.6	5.6	5.6
加入铁粉后的现象	有红色和黑色固体	有红色固体	有红色固体

[交流与讨论]
（1）学生甲最终实验得到固体的成分是______；
（2）学生丙在加入铁粉后，发生反应的化学方程式：______；
（3）三位同学中制得铜质量最多的是______同学．你的分析理由是______．

Answer 1

【答案】分析：氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水，铁与硫酸铜反应置换出铜，铁还能与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，对比三同学实验数据，稀硫酸的量乙比甲多50g，丙同学比乙同学多50g，根据加入铁粉后的现象可知甲同学中氧化铜、铁粉都剩余，乙同学恰好完全反应，丙同学硫酸过量，加入的铁粉一部分与硫酸反应，一部分与硫酸铜反应，因此只是置换了部分铜．
解答：解：（1）氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水，铁与硫酸铜反应置换出铜，由甲乙两同学实验对比可以看出乙同学加入100g稀硫酸再加入5.6g铁粉后只红色固体铜，因此甲同学中50g稀硫酸不足，氧化铜剩余，加入的5.6g铁有剩余．因此甲同学得到的红色和黑色固体为氧化铜、铜和铁．
（2）学生丙加入150g稀硫酸后硫酸有剩余，因此加入铁粉后发生的反应一是铁与硫酸反应，二是铁与硫酸铜反应，化学方程式为
（3）对比三同学的实验数据，8g氧化铜中含铜6.4g．甲实验中的氧化铜过量，加入5.6g铁，只能置换出3.2g铜；乙实验中，氧化铜、硫酸和铁均恰好完全反应，生成6.4g铜；丙实验中的硫酸过量，加入铁粉后，有一部分铁与硫酸反应生成硫酸亚铁，一部分铁与硫酸铜反应置换出铜，所以得到铜的实际质量小于6.4g，所以乙得到的铜最多
故答案为：（1）CuO、Cu、Fe；
（2）Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu；
（3）乙；8g氧化铜中含铜6.4g．甲实验中的氧化铜过量，加入5.6g铁，只能置换出3.2g铜；乙实验中，氧化铜、硫酸和铁均恰好完全反应，生成6.4g铜；丙实验中的硫酸过量，加入铁粉后，有一部分铁与硫酸反应生成硫酸亚铁，一部分铁与硫酸铜反应置换出铜，所以得到铜的实际质量小于6.4g，所以乙得到的铜最多 （只要合理都可给分）．
点评：明确酸的化学性质，会对数据进行处理，能根据现象分析物质的成分是解答本题关键，在练习过程中要注意培养分析问题和处理数据的能力．