Question

5．實(shí)驗(yàn)室有一包純凈的鐵粉，小明為了探究金屬的化學(xué)性質(zhì)并測定鐵的相對原子質(zhì)量，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)．
【實(shí)驗(yàn)步驟】①取兩份質(zhì)量同為w克的鐵粉，分別置于質(zhì)量相等的A、B燒杯中．
②向裝有鐵粉的A燒杯中加入50克足量的稀硫酸；向裝有鐵粉的B燒杯中加入50克足量的硫酸銅溶液．
③充分反應(yīng)后進(jìn)行稱量．C燒杯和燒杯內(nèi)物質(zhì)的總質(zhì)量為m克，D燒杯和燒杯內(nèi)物質(zhì)的總質(zhì)量為n克．
（1）請寫出C燒杯中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．通過C燒杯中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，你能得出的結(jié)論是鐵能置換出酸中的氫．
（2）D燒杯中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuSO₄+Fe═FeSO₄+Cu．此反應(yīng)可以證明鐵的金屬活動(dòng)性比銅強(qiáng)（填“強(qiáng)”或“弱”）．
（3）鐵的相對原子質(zhì)量的表達(dá)式為$\frac{2w}{n-m}$．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)鐵能與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣和硫酸亞鐵書寫方程式并得到結(jié)論；
（2）依據(jù)鐵的活動(dòng)性比銅強(qiáng)，所以鐵能置換出硫酸銅中的銅分析解答；
（3）依據(jù)D燒杯中反應(yīng)后物質(zhì)的總質(zhì)量結(jié)合質(zhì)量守恒定律求出燒杯的質(zhì)量，而后依據(jù)鐵與稀硫酸的反應(yīng)求出生成氫氣的質(zhì)量，進(jìn)而求出鐵的原子質(zhì)量；

解答 解：（1）鐵的活動(dòng)性在氫前，所以鐵能與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣和硫酸亞鐵，其方程式為Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．
（2）由金屬活動(dòng)性順序表可知鐵的活動(dòng)性比銅強(qiáng)，所以鐵能置換出硫酸銅中的銅，其方程式為CuSO₄+Fe═FeSO₄+Cu；
（3）因?yàn)镈燒杯中反應(yīng)后物質(zhì)的總質(zhì)量是n克，而依據(jù)質(zhì)量守恒定律可知反應(yīng)后D燒杯中物質(zhì)的總質(zhì)量是（50+w）克，所以燒杯的質(zhì)量為：n克-（50+w）克；所以鐵與稀硫酸的反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量是50克+w克-{m克-[n克-（50+w）克]}=（n-m）克
設(shè)鐵的相對原子質(zhì)量是x
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
x                             2
wg                  （n-m）g
$\frac{x}{wg}=\frac{2}{（n-m）g}$
x=$\frac{2w}{n-m}$
故答案為：（1）Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；鐵能置換出酸中的氫；（2）CuSO₄+Fe═FeSO₄+Cu；強(qiáng)；（3）$\frac{2w}{n-m}$；

點(diǎn)評(píng) 此題是對鐵發(fā)生的置換反應(yīng)的考查，掌握金屬活動(dòng)性順序的意義以及應(yīng)用，以及化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算是解題的關(guān)鍵．