Question

取銅、鋅混合粉末，在空氣中充分灼燒后，加入稀硫酸至固體恰好溶解，再加入一定量的鐵粉，充分反應后過濾，得到濾渣和濾液．
（1）濾渣中一定有

 

，濾液中溶質(zhì)一定有

 

，反應后溶液質(zhì)量比原來混合溶液的質(zhì)量

 

（填“大”或“小”）．
（2）設計實驗方案，探究濾渣成分和與濾渣成分對應的濾液中溶質(zhì)成分，寫出實驗操作、預期現(xiàn)象及結論．
（3）將質(zhì)量分數(shù)為7.3%的稀鹽酸滴入盛有10g氫氧化鈉溶液（滴有2滴酚酞試液）的燒杯中，恰好完全反應時消耗此稀鹽酸的質(zhì)量為5g，回答并計算：
①恰好完全反應的現(xiàn)象為

 

；
②求所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)（酚酞試液質(zhì)量不計）．

Answer 1

考點：金屬的化學性質(zhì),化學實驗方案設計與評價,有關溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的簡單計算,根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)與化學方程式相結合的計算,金屬與金屬材料

分析：在金屬活動性順序中，排在氫前面的金屬能與酸反應生成氫氣，排在氫后面的金屬則不能與酸反應；位置靠前的金屬一般可以將位于其后的金屬從它們的鹽溶液中置換出來．根據(jù)金屬與酸反應、金屬與鹽溶液反應的情況，來判斷和探究反應后濾液和濾渣的成分．
根據(jù)酚酞試液在酸性或中性溶液中顯無色，在堿性溶液中顯紅色；恰好完全反應時的溶液是中性溶液．氫氧化鈉溶液和稀鹽酸的質(zhì)量和即為所得溶液的質(zhì)量，根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的計算公式可以計算出所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

解答：解：（1）取銅、鋅混合粉末，在空氣中充分灼燒后，生成對應的金屬氧化物，再加入稀硫酸至固體恰好溶解后，生成對應的硫酸鹽，即：硫酸銅溶液和硫酸鋅溶液；“再加入一定量的鐵粉”時，我們根據(jù)“在金屬活動性順序中，位置靠前的金屬一般可以將位于其后的金屬從它們的鹽溶液中置換出來”，可以得知鐵能把銅置換出來，而不能把鋅置換出來，所以濾渣中一定含有銅；根據(jù)鐵與硫酸銅溶液反應的化學方程式可以知道反應后生成硫酸亞鐵和銅，所以濾液中一定有反應后生成的硫酸亞鐵和未參加反應的硫酸鋅溶液，
故答案為：銅；硫酸鋅、硫酸亞鐵；
（2）根據(jù)“在金屬活動性順序中，排在氫前面的金屬能與酸反應生成氫氣，排在氫后面的金屬則不能與酸反應”，我們可以利用向濾渣中加入稀鹽酸的辦法，通過反應是否有氣泡生成來判斷濾渣中是否含有鐵；根據(jù)“在金屬活動性順序中，位置靠前的金屬一般可以將位于其后的金屬從它們的鹽溶液中置換出來”，我們利用鐵與硫酸銅溶液反應時，有紅色固體出現(xiàn)這一現(xiàn)象來確定反應后的濾液中是否還含有硫酸銅溶液．
故答案為：向濾渣中加入稀鹽酸，若有氣泡產(chǎn)生，則濾渣為 Cu、Fe，濾液為ZnSO₄、FeSO₄；若無氣泡，濾渣為Cu，向濾液中加入鐵片，有紅色固體出現(xiàn)，濾液為ZnSO₄、FeSO₄、CuSO₄；若無紅色固體出現(xiàn)，則濾液為ZnSO₄、FeSO₄．
（3）酚酞在堿性溶液中顯紅色，在中性溶液中顯無色．恰好完全反應時溶液由堿性變?yōu)橹行�，因此溶液由紅色變成無色．
設氫氧化鈉溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量為x，生成氯化鈉的質(zhì)量為y．
NaOH+HCl═NaCl+H₂O
    36.5  58.5
  5g×7.3%  x
則

36.5

58.5

=

5g×7.3%

x

，解得x=0.585g．
（3）所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為

0.585g

10g+5g

×100%=3.9%
故答案為：
（1）Cu； ZnSO₄、FeSO₄； 小
（2）向濾渣中加入稀鹽酸，若有氣泡產(chǎn)生，則濾渣為 Cu、Fe，濾液為ZnSO₄、FeSO₄；若無氣泡，濾渣為Cu，向濾液中加入鐵片，有紅色固體出現(xiàn)，濾液為ZnSO₄、FeSO₄、CuSO₄；若無紅色固體出現(xiàn)，則濾液為ZnSO₄、FeSO₄．
（3）①燒杯內(nèi)液體由紅色變成了無色；②3.9%

點評：本題從置換反應能否發(fā)生的角度考查了金屬活動性順序及其應用，是一道綜合性較強的好題．