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将一些氧化铜粉末加入到100克14%的硫酸溶液中，微热至氧化铜全部溶解，再向该蓝色溶液中加入20克铁粉（过量），充分反应后过滤，仍得到干燥后的固体物质20克．求：（1）原加入的氧化铜有多少克？（2）最后得到的溶液溶质质量分数是多少？

由题意可知，共有3个主要反应：①CuO+H2SO4═CuSO4+H2O②Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑③Fe+CuSO4═FeSO4+Cu，铁参加反应两部分．由于100克14%的硫酸最终全部转化成FeSO4，故可先求出FeSO4和总的铁的质量．由于加入20g铁最后质量不变，所以增重的质量和与硫酸反应消耗的铁的质量相等，利用反应的物质的质量关系，可求出氧化铜的质量，与硫酸铜反应的铁的质量．根据以上计算可求出与硫酸反应的铁的质量，进而求出生成的氢气的质量，最后求出得到的溶液溶质质量分数．【解析】由题意可知，发生的反应有：CuO+H2SO4═CuSO4+H2O，Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑，Fe+CuSO4═FeSO4+Cu，（1）设参加反应的Fe的总质量为x，反应生成FeSO4的总质量为y，则由上述反应可得： Fe～H2SO4 ～FeSO4 56 98 152 x 100g×14% y 解之得：x=8g 解之得：y=21.7g 由题意可知，由于铁参加的反应有两部分，一部分与硫酸反应，另一部分与硫酸铜反应，因为加入20g铁最后质量不变，所以，参加反应的铁的总质量与增重的铜的质量相等，即生成的铜的质量为8g．依题意得：设加入的氧化铜的质量为a，与CuSO4反应的铁的质量为c，则由上述反应可得： Cu～CuO～CuSO4～Fe 64 80 56 8g a c 解之得：a=10g 解之得：c═7g （2）由题知，与硫酸反应的铁为8g-7g═1g 设反应生成H2的质量为b Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑ 56 2 1g b 解之得：b=0.036g 所以最后得到的溶液溶质质量分数==19.74%．答：（1）原加入的氧化铜有10克；（2）最后得到的溶液溶质质量分数是19.74%．

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考点分析：

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试题属性

题型：解答题
难度：中等