解题思路:因为铁与硫酸铜反应生成铜,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,剩余的铁粉与稀硫酸反应,最后得到的W g固体物质为铜的质量,根据W g铜完全来自氧化铜,故可以计算出W的值.
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+H2SO4═CuSO4+H2O
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+CuSO4=FeSO4+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+H2SO4=FeSO4+H2↑
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取值为等于或大于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取值为等于或大于12.8g时,才能满足加入铁粉和得到固体质量相等的要求.
点评:
本题考点: 根据化学反应方程式的计算;有关溶质质量分数的简单计算;碱的化学性质.
考点点评: 本题解题的关键是判断出有一部分铁粉与稀硫酸反应,最后得到的固体全部是铜的质量.