Question

【题目】为探究铁的化学性质，某学习小组做了如图甲所示实验。他们观察到试管a中铁粉全部溶解，产生大量气泡，溶液呈①____色，反应的化学方程式为②____；试管b中有③______色固体生成，该反应的化学方程式为④_____。为进一步确定试管a所得溶液中的溶质成分和试管b所得固体的组成，他们进行了以下实验探究。

（提出猜想）（1）试管a中的溶质成分：猜想一：FeSO4；猜想二：⑤______。

（2）试管b中固体的组成：猜想三：Cu； 猜想四：Fe和Cu。

（实验探究）甲图所示实验结束后，将试管a、试管b内的物质全部倒入同一烧杯中（如乙图所示），他们惊奇地发现烧杯内溶液中产生大量气泡。

（总结交流）经过讨论，大家一致认为上述猜想中正确的是⑥_______。

（拓展探究）某混合溶液由硫酸铜和硫酸溶液组成。上述小组同学取192.4g该混合溶液于烧杯中，然后往其中加入33.6g铁粉，充分混合后，恰好完全反应。实验测得反应过程中产生气体的质量为0.4g。计算：

（3）原混合溶液中H2SO4的质量______。（计算结果保留一位小数）

（4）原混合溶液中CuSO4和H2SO4的质量比______。

（5）完全反应后所得溶液中溶质的质量分数_______。（计算结果保留一位小数）

Answer 1

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

【解析】

铁和硫酸反应生成氢气和硫酸亚铁，观察到试管a中铁粉全部溶解，产生大量气泡，溶液呈 绿色，反应的化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；试管b中是铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，有红色固体生成，该反应的化学方程式为 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；

提出猜想：（1）试管a中的溶质成分：猜想一为铁和硫酸恰好反应，无硫酸剩余，所以溶质只有FeSO4；猜想二为硫酸过量，溶质为剩余的H2SO4和生成的FeSO4；

总结交流：甲图所示实验结束后，将试管a、试管b内的物质全部倒入同一烧杯中，发现烧杯内溶液中产生大量气泡。说明是铁和硫酸反应生成氢气，所以是有铁剩余和硫酸剩余的情况，对应的正确猜想为猜想二和猜想四；

设：溶液中H2SO4的质量为x，生成的硫酸亚铁的质量为y，消耗的铁的质量为z。

x=19.6g

y=30.4g

z=11.2g

则与硫酸铜反应的铁的质量为33.6g﹣11.2g=22.4g；

设：硫酸铜的质量为a，生成的铜的质量为b，生成的硫酸亚铁的质量为c。

a=64g

b=25.6g

c=60.8g

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

完全反应后所得溶液中溶质的质量分数 。