5. 下列有关CO和$\ce{Fe_{2}O_{3}}$反应的叙述,不符合实验事实的是()。
A.CO还原$\ce{Fe_{2}O_{3}}$时,粉末由黑色变为红棕色
B.CO还原$\ce{Fe_{2}O_{3}}$后,得到的粉末能被磁铁吸引
C.开始通CO时,澄清石灰水不变浑浊,说明还未生成$\ce{CO_{2}}$
D.如果停止加热的同时也停止通CO,会看到黑色粉末又变成红棕色
A.CO还原$\ce{Fe_{2}O_{3}}$时,粉末由黑色变为红棕色
B.CO还原$\ce{Fe_{2}O_{3}}$后,得到的粉末能被磁铁吸引
C.开始通CO时,澄清石灰水不变浑浊,说明还未生成$\ce{CO_{2}}$
D.如果停止加热的同时也停止通CO,会看到黑色粉末又变成红棕色
答案:【解析】:
选项A:考察CO还原$Fe_2O_3$的反应现象。$Fe_2O_3$是红棕色固体,被CO还原后会生成黑色的铁粉,而不是由黑色变为红棕色。故A选项错误。
选项B:考察CO还原$Fe_2O_3$后产物的性质。CO还原$Fe_2O_3$后得到的是铁粉,铁粉能被磁铁吸引。故B选项正确。
选项C:考察CO还原$Fe_2O_3$的实验过程。开始通CO时,由于温度可能还未达到反应所需的高温,因此不会立即生成$CO_2$,澄清石灰水不会变浑浊。这符合实验事实。故C选项正确。
选项D:考察CO还原$Fe_2O_3$后冷却过程中的变化。如果停止加热的同时也停止通CO,已经还原生成的铁粉会再次被空气中的氧气氧化,由黑色变回红棕色的$Fe_2O_3$。但在实际实验中,为了防止生成的铁粉再次被氧化,通常会继续通入CO直到装置冷却。故D选项描述的实验现象在特定条件下(即停止通CO)是可能发生的,但不符合常规实验操作,不过从化学原理上看,该叙述本身是正确的,只是实际操作中会避免这种情况。但根据题目要求选择不符合实验事实的选项,D选项描述的现象在理论上是可以发生的,只是不是实验中的常规操作。然而,与A选项的明显错误相比,D选项的表述更偏向于一个理论上的可能性,而在实际实验操作中会避免。因此,根据题目要求选择最不符合实验事实的选项,D选项虽然理论上可能,但不是本题的重点错误。故D选项本身描述无误,不是本题答案。
【答案】:A
选项A:考察CO还原$Fe_2O_3$的反应现象。$Fe_2O_3$是红棕色固体,被CO还原后会生成黑色的铁粉,而不是由黑色变为红棕色。故A选项错误。
选项B:考察CO还原$Fe_2O_3$后产物的性质。CO还原$Fe_2O_3$后得到的是铁粉,铁粉能被磁铁吸引。故B选项正确。
选项C:考察CO还原$Fe_2O_3$的实验过程。开始通CO时,由于温度可能还未达到反应所需的高温,因此不会立即生成$CO_2$,澄清石灰水不会变浑浊。这符合实验事实。故C选项正确。
选项D:考察CO还原$Fe_2O_3$后冷却过程中的变化。如果停止加热的同时也停止通CO,已经还原生成的铁粉会再次被空气中的氧气氧化,由黑色变回红棕色的$Fe_2O_3$。但在实际实验中,为了防止生成的铁粉再次被氧化,通常会继续通入CO直到装置冷却。故D选项描述的实验现象在特定条件下(即停止通CO)是可能发生的,但不符合常规实验操作,不过从化学原理上看,该叙述本身是正确的,只是实际操作中会避免这种情况。但根据题目要求选择不符合实验事实的选项,D选项描述的现象在理论上是可以发生的,只是不是实验中的常规操作。然而,与A选项的明显错误相比,D选项的表述更偏向于一个理论上的可能性,而在实际实验操作中会避免。因此,根据题目要求选择最不符合实验事实的选项,D选项虽然理论上可能,但不是本题的重点错误。故D选项本身描述无误,不是本题答案。
【答案】:A
解析:
【分析】
本题围绕一氧化碳还原氧化铁的实验展开,需逐一分析每个选项对应的实验现象、产物性质及实验操作的原理,判断其是否符合实验事实,最终选出不符合要求的选项。解题时要牢记反应前后物质的颜色变化、产物的特性(如铁粉的磁性)、反应发生的条件以及实验操作的注意事项,以此为依据判断各选项的正误。
【解析】
选项A:CO还原$\ce{Fe_{2}O_{3}}$时,反应物$\ce{Fe_{2}O_{3}}$为红棕色固体,反应生成的铁粉是黑色固体,因此粉末应由红棕色变为黑色,而非由黑色变为红棕色,该选项不符合实验事实。
选项B:CO还原$\ce{Fe_{2}O_{3}}$后得到的产物是铁粉,铁粉具有能被磁铁吸引的性质,该选项符合实验事实。
选项C:CO还原$\ce{Fe_{2}O_{3}}$需要高温条件,开始通CO时,温度未达到反应所需的高温,因此不会立即生成$\ce{CO_{2}}$,澄清石灰水不变浑浊,该选项符合实验事实。
选项D:若停止加热同时停止通CO,生成的铁粉会与空气中的氧气接触,在高温下被氧化为红棕色的$\ce{Fe_{2}O_{3}}$,该现象从化学原理上成立,只是实际实验中为防止铁粉被氧化会继续通CO至冷却,该选项描述的理论现象符合化学事实。
综上,不符合实验事实的是选项A。
【答案】
A
【知识点】
一氧化碳还原氧化铁实验;铁的性质;二氧化碳的检验
【点评】
本题考查一氧化碳还原氧化铁实验的核心知识点,侧重对实验现象、产物性质及实验操作细节的考查,是初中化学的基础考点,需要学生准确记忆相关实验内容,避免混淆反应前后物质的颜色等关键信息。
【难度系数】
0.5
本题围绕一氧化碳还原氧化铁的实验展开,需逐一分析每个选项对应的实验现象、产物性质及实验操作的原理,判断其是否符合实验事实,最终选出不符合要求的选项。解题时要牢记反应前后物质的颜色变化、产物的特性(如铁粉的磁性)、反应发生的条件以及实验操作的注意事项,以此为依据判断各选项的正误。
【解析】
选项A:CO还原$\ce{Fe_{2}O_{3}}$时,反应物$\ce{Fe_{2}O_{3}}$为红棕色固体,反应生成的铁粉是黑色固体,因此粉末应由红棕色变为黑色,而非由黑色变为红棕色,该选项不符合实验事实。
选项B:CO还原$\ce{Fe_{2}O_{3}}$后得到的产物是铁粉,铁粉具有能被磁铁吸引的性质,该选项符合实验事实。
选项C:CO还原$\ce{Fe_{2}O_{3}}$需要高温条件,开始通CO时,温度未达到反应所需的高温,因此不会立即生成$\ce{CO_{2}}$,澄清石灰水不变浑浊,该选项符合实验事实。
选项D:若停止加热同时停止通CO,生成的铁粉会与空气中的氧气接触,在高温下被氧化为红棕色的$\ce{Fe_{2}O_{3}}$,该现象从化学原理上成立,只是实际实验中为防止铁粉被氧化会继续通CO至冷却,该选项描述的理论现象符合化学事实。
综上,不符合实验事实的是选项A。
【答案】
A
【知识点】
一氧化碳还原氧化铁实验;铁的性质;二氧化碳的检验
【点评】
本题考查一氧化碳还原氧化铁实验的核心知识点,侧重对实验现象、产物性质及实验操作细节的考查,是初中化学的基础考点,需要学生准确记忆相关实验内容,避免混淆反应前后物质的颜色等关键信息。
【难度系数】
0.5
6. 某同学将铁钉放入硫酸铜溶液时,除看到有紫红色物质析出,还发现有无色无气味气体产生的“异常”现象。推测该气体可能是()。
A.氢气
B.二氧化硫
C.二氧化碳
D.一氧化碳
A.氢气
B.二氧化硫
C.二氧化碳
D.一氧化碳
答案:解:根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变。铁钉放入硫酸铜溶液中,反应物为铁(Fe)和硫酸铜(CuSO₄),含有的元素为铁、铜、硫、氧、氢(硫酸铜溶液中含水,水含氢、氧元素)。
选项分析:
A. 氢气(H₂):由氢元素组成,反应物中含水,有氢元素,可能产生。
B. 二氧化硫(SO₂):有刺激性气味,题目中气体无色无气味,不符合。
C. 二氧化碳(CO₂):反应物中不含碳元素,不可能产生。
D. 一氧化碳(CO):反应物中不含碳元素,不可能产生。
结论:该气体可能是氢气。
答案:A
选项分析:
A. 氢气(H₂):由氢元素组成,反应物中含水,有氢元素,可能产生。
B. 二氧化硫(SO₂):有刺激性气味,题目中气体无色无气味,不符合。
C. 二氧化碳(CO₂):反应物中不含碳元素,不可能产生。
D. 一氧化碳(CO):反应物中不含碳元素,不可能产生。
结论:该气体可能是氢气。
答案:A
解析:
【分析】
要解决这道题,需结合两个核心要点:一是质量守恒定律(化学反应前后元素种类不变),二是题目中气体的特征(无色无气味)。首先确定反应涉及的所有物质及所含元素:反应物有铁(Fe)、硫酸铜(CuSO₄),以及硫酸铜溶液中的水(H₂O),因此反应物共含Fe、Cu、S、O、H五种元素。接着逐一分析选项:B选项的二氧化硫有刺激性气味,不符合题目描述;C、D选项的气体含碳元素,反应物中无碳元素,根据质量守恒不可能生成;A选项的氢气由氢元素组成,反应物中有氢元素,且氢气无色无气味,符合条件,由此得出答案。
【解析】
根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变。该反应的反应物为铁(Fe)、硫酸铜(CuSO₄)和溶剂水(H₂O),所含元素为铁、铜、硫、氧、氢。结合题目中气体“无色无气味”的性质,对选项逐一分析:
1. 选项B:二氧化硫(SO₂)具有刺激性气味,与题目中气体的性质不符,排除;
2. 选项C:二氧化碳(CO₂)含有碳元素,而反应物中不含碳元素,根据质量守恒定律无法生成该物质,排除;
3. 选项D:一氧化碳(CO)含有碳元素,反应物中同样不含碳元素,无法生成,排除;
4. 选项A:氢气(H₂)仅由氢元素组成,反应物中含有氢元素,且氢气为无色无气味的气体,符合题意。
因此该气体可能是氢气。
【答案】A
【知识点】质量守恒定律、常见气体的性质
【点评】本题将质量守恒定律与气体的物理性质结合,考察学生对化学反应中元素变化的理解,是初中化学的基础应用题型,难度适中,能有效检验学生对核心概念的掌握程度。
【难度系数】0.6
要解决这道题,需结合两个核心要点:一是质量守恒定律(化学反应前后元素种类不变),二是题目中气体的特征(无色无气味)。首先确定反应涉及的所有物质及所含元素:反应物有铁(Fe)、硫酸铜(CuSO₄),以及硫酸铜溶液中的水(H₂O),因此反应物共含Fe、Cu、S、O、H五种元素。接着逐一分析选项:B选项的二氧化硫有刺激性气味,不符合题目描述;C、D选项的气体含碳元素,反应物中无碳元素,根据质量守恒不可能生成;A选项的氢气由氢元素组成,反应物中有氢元素,且氢气无色无气味,符合条件,由此得出答案。
【解析】
根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变。该反应的反应物为铁(Fe)、硫酸铜(CuSO₄)和溶剂水(H₂O),所含元素为铁、铜、硫、氧、氢。结合题目中气体“无色无气味”的性质,对选项逐一分析:
1. 选项B:二氧化硫(SO₂)具有刺激性气味,与题目中气体的性质不符,排除;
2. 选项C:二氧化碳(CO₂)含有碳元素,而反应物中不含碳元素,根据质量守恒定律无法生成该物质,排除;
3. 选项D:一氧化碳(CO)含有碳元素,反应物中同样不含碳元素,无法生成,排除;
4. 选项A:氢气(H₂)仅由氢元素组成,反应物中含有氢元素,且氢气为无色无气味的气体,符合题意。
因此该气体可能是氢气。
【答案】A
【知识点】质量守恒定律、常见气体的性质
【点评】本题将质量守恒定律与气体的物理性质结合,考察学生对化学反应中元素变化的理解,是初中化学的基础应用题型,难度适中,能有效检验学生对核心概念的掌握程度。
【难度系数】0.6
二、填空题
7. 金属材料广泛应用于生产生活中。
(1)右图台灯中,铜质插头利用了铜的(选填“导电”或“导热”)性。灯管后面的反光片为铝箔。打磨铝箔后放入稀盐酸,可看到铝箔,化学方程式为。
(2)现代工业炼铁设备通常是,若原料使用磁铁矿,则主要反应原理用化学方程式表示为。
(3)某锌粉中含有铜、镁中的一种杂质,取该样品6.5 g与足量稀盐酸充分反应,生成氢气0.21 g,该锌粉中含有的杂质是。
(4)当两种活泼性不同的金属在潮湿的环境中接触时,活泼性强的金属首先被腐蚀。利用这一原理,为了保护轮船的钢质外壳,通常在行驶的轮船外壳上连接(选填“铜块”或“锌块”)。

7. 金属材料广泛应用于生产生活中。
(1)右图台灯中,铜质插头利用了铜的(选填“导电”或“导热”)性。灯管后面的反光片为铝箔。打磨铝箔后放入稀盐酸,可看到铝箔,化学方程式为。
(2)现代工业炼铁设备通常是,若原料使用磁铁矿,则主要反应原理用化学方程式表示为。
(3)某锌粉中含有铜、镁中的一种杂质,取该样品6.5 g与足量稀盐酸充分反应,生成氢气0.21 g,该锌粉中含有的杂质是。
(4)当两种活泼性不同的金属在潮湿的环境中接触时,活泼性强的金属首先被腐蚀。利用这一原理,为了保护轮船的钢质外壳,通常在行驶的轮船外壳上连接(选填“铜块”或“锌块”)。
答案:【解析】:
(1)台灯中的铜质插头是利用了铜的导电性,因为插头需要传递电流。铝箔在稀盐酸中会发生反应,生成氢气和氯化铝,所以可以看到铝箔表面产生气泡,反应的化学方程式为$2Al + 6HCl = 2AlCl_3 + 3H_2\uparrow$。
(2)现代工业炼铁设备通常是高炉。磁铁矿的主要成分是四氧化三铁,在高炉中,一氧化碳与四氧化三铁反应生成铁和二氧化碳,化学方程式为$4CO + Fe_3O_4\xlongequal{高温}3Fe + 4CO_2$。
(3)假设6.5g全部是锌,根据化学方程式$Zn + 2HCl = ZnCl_2 + H_2\uparrow$,锌的相对原子质量为65,氢气的相对分子质量为2,计算可得生成氢气的质量为0.2g。而实际生成氢气0.21g,说明杂质产生的氢气比等质量的锌多。铜不与稀盐酸反应,镁与稀盐酸反应$Mg + 2HCl = MgCl_2 + H_2\uparrow$,镁的相对原子质量为24,等质量的镁比锌产生的氢气多,所以杂质是镁。
(4)为了保护轮船的钢质外壳,需要连接比铁活泼的金属,锌比铁活泼,铜不如铁活泼,所以应连接锌块。
【答案】:
(1) 导电;表面产生气泡;$2Al + 6HCl = 2AlCl_3 + 3H_2\uparrow$
(2) 高炉;$4CO + Fe_3O_4\xlongequal{高温}3Fe + 4CO_2$
(3) 镁
(4) 锌块
(1)台灯中的铜质插头是利用了铜的导电性,因为插头需要传递电流。铝箔在稀盐酸中会发生反应,生成氢气和氯化铝,所以可以看到铝箔表面产生气泡,反应的化学方程式为$2Al + 6HCl = 2AlCl_3 + 3H_2\uparrow$。
(2)现代工业炼铁设备通常是高炉。磁铁矿的主要成分是四氧化三铁,在高炉中,一氧化碳与四氧化三铁反应生成铁和二氧化碳,化学方程式为$4CO + Fe_3O_4\xlongequal{高温}3Fe + 4CO_2$。
(3)假设6.5g全部是锌,根据化学方程式$Zn + 2HCl = ZnCl_2 + H_2\uparrow$,锌的相对原子质量为65,氢气的相对分子质量为2,计算可得生成氢气的质量为0.2g。而实际生成氢气0.21g,说明杂质产生的氢气比等质量的锌多。铜不与稀盐酸反应,镁与稀盐酸反应$Mg + 2HCl = MgCl_2 + H_2\uparrow$,镁的相对原子质量为24,等质量的镁比锌产生的氢气多,所以杂质是镁。
(4)为了保护轮船的钢质外壳,需要连接比铁活泼的金属,锌比铁活泼,铜不如铁活泼,所以应连接锌块。
【答案】:
(1) 导电;表面产生气泡;$2Al + 6HCl = 2AlCl_3 + 3H_2\uparrow$
(2) 高炉;$4CO + Fe_3O_4\xlongequal{高温}3Fe + 4CO_2$
(3) 镁
(4) 锌块
解析:
【分析】
本题围绕金属材料的相关知识展开,需结合金属的性质、工业炼铁原理、金属与酸反应的计算、金属防护的原理逐一分析:
1. 铜质插头用于传导电流,对应铜的导电性;铝与稀盐酸反应会生成氢气,据此判断现象和化学方程式。
2. 明确工业炼铁的设备,以及磁铁矿炼铁的反应原理(一氧化碳还原四氧化三铁)。
3. 利用极值法计算:先假设6.5g为纯锌,算出生成氢气的质量,再对比实际生成氢气的质量,判断杂质的种类。
4. 根据“活泼性强的金属先被腐蚀”的原理,选择比铁活泼的金属保护轮船外壳。
【解析】
(1)铜质插头需要传导电流,利用了铜的导电性;铝箔打磨后放入稀盐酸,铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,因此会看到铝箔表面产生气泡,反应的化学方程式为$2Al + 6HCl = 2AlCl_3 + 3H_2\uparrow$。
(2)现代工业炼铁的设备是高炉;磁铁矿的主要成分是四氧化三铁,在高温下,一氧化碳还原四氧化三铁生成铁和二氧化碳,化学方程式为$4CO + Fe_3O_4\xlongequal{高温}3Fe + 4CO_2$。
(3)假设6.5g全部是锌,根据反应$Zn + 2HCl = ZnCl_2 + H_2\uparrow$,锌的相对原子质量为65,生成氢气的质量为$\frac{2}{65}×6.5g=0.2g$;实际生成氢气0.21g,说明等质量的杂质与酸反应生成氢气比锌多。铜不与稀盐酸反应,镁与稀盐酸反应时,镁的相对原子质量为24,等质量的镁生成氢气比锌多,因此杂质是镁。
(4)根据“活泼性强的金属首先被腐蚀”,要保护钢质外壳(主要成分铁),需连接比铁活泼的金属,锌比铁活泼,铜不如铁活泼,因此应连接锌块。
【答案】
(1) 导电;表面产生气泡;$2Al + 6HCl = 2AlCl_3 + 3H_2\uparrow$
(2) 高炉;$4CO + Fe_3O_4\xlongequal{高温}3Fe + 4CO_2$
(3) 镁
(4) 锌块
【知识点】
金属的物理性质;金属的化学性质;工业炼铁;金属活动性的应用
【点评】
本题考查金属材料的基础知识点,涵盖金属的性质、工业炼铁、金属与酸反应的计算、金属防护原理,题型为常见填空题,侧重对基础知识的掌握和简单计算能力,难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕金属材料的相关知识展开,需结合金属的性质、工业炼铁原理、金属与酸反应的计算、金属防护的原理逐一分析:
1. 铜质插头用于传导电流,对应铜的导电性;铝与稀盐酸反应会生成氢气,据此判断现象和化学方程式。
2. 明确工业炼铁的设备,以及磁铁矿炼铁的反应原理(一氧化碳还原四氧化三铁)。
3. 利用极值法计算:先假设6.5g为纯锌,算出生成氢气的质量,再对比实际生成氢气的质量,判断杂质的种类。
4. 根据“活泼性强的金属先被腐蚀”的原理,选择比铁活泼的金属保护轮船外壳。
【解析】
(1)铜质插头需要传导电流,利用了铜的导电性;铝箔打磨后放入稀盐酸,铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,因此会看到铝箔表面产生气泡,反应的化学方程式为$2Al + 6HCl = 2AlCl_3 + 3H_2\uparrow$。
(2)现代工业炼铁的设备是高炉;磁铁矿的主要成分是四氧化三铁,在高温下,一氧化碳还原四氧化三铁生成铁和二氧化碳,化学方程式为$4CO + Fe_3O_4\xlongequal{高温}3Fe + 4CO_2$。
(3)假设6.5g全部是锌,根据反应$Zn + 2HCl = ZnCl_2 + H_2\uparrow$,锌的相对原子质量为65,生成氢气的质量为$\frac{2}{65}×6.5g=0.2g$;实际生成氢气0.21g,说明等质量的杂质与酸反应生成氢气比锌多。铜不与稀盐酸反应,镁与稀盐酸反应时,镁的相对原子质量为24,等质量的镁生成氢气比锌多,因此杂质是镁。
(4)根据“活泼性强的金属首先被腐蚀”,要保护钢质外壳(主要成分铁),需连接比铁活泼的金属,锌比铁活泼,铜不如铁活泼,因此应连接锌块。
【答案】
(1) 导电;表面产生气泡;$2Al + 6HCl = 2AlCl_3 + 3H_2\uparrow$
(2) 高炉;$4CO + Fe_3O_4\xlongequal{高温}3Fe + 4CO_2$
(3) 镁
(4) 锌块
【知识点】
金属的物理性质;金属的化学性质;工业炼铁;金属活动性的应用
【点评】
本题考查金属材料的基础知识点,涵盖金属的性质、工业炼铁、金属与酸反应的计算、金属防护原理,题型为常见填空题,侧重对基础知识的掌握和简单计算能力,难度适中。
【难度系数】
0.6
8. 学习小组同学利用下图实验,回收废弃铜粉与铁粉混合物中的铜粉。

请完成下列分析及计算。
(1)反应生成氢气的质量是g。
(2)计算上述实验回收铜粉的质量。(忽略回收过程中铜粉的损失)
请完成下列分析及计算。
(1)反应生成氢气的质量是g。
(2)计算上述实验回收铜粉的质量。(忽略回收过程中铜粉的损失)
答案:【解析】:
(1) 根据反应前后物质的质量差可求出反应生成氢气的质量。反应前物质的总质量为铜粉与铁粉混合物30g加上稀硫酸100g,即30g + 100g = 130g,反应后烧杯内物质总质量为129.6g,则生成氢气的质量为130g - 129.6g = 0.4g。
(2) 已知铁与稀硫酸反应的化学方程式为$Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}\uparrow$,设混合物中铁的质量为x。
根据化学方程式可知铁与氢气的质量比为56:2,已知生成氢气的质量为0.4g,可列出比例式$\frac{56}{2}=\frac{x}{0.4g}$,解得x = 11.2g。
因为混合物质量为30g,所以铜粉的质量为30g - 11.2g = 18.8g。
【答案】:
(1) 0.4
(2) 解:设混合物中铁的质量为x。
$Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}\uparrow$
56 2
x 0.4g
$\frac{56}{2}=\frac{x}{0.4g}$,解得x = 11.2g
铜粉质量:30g - 11.2g = 18.8g
答:实验回收铜粉的质量为18.8g。
(1) 根据反应前后物质的质量差可求出反应生成氢气的质量。反应前物质的总质量为铜粉与铁粉混合物30g加上稀硫酸100g,即30g + 100g = 130g,反应后烧杯内物质总质量为129.6g,则生成氢气的质量为130g - 129.6g = 0.4g。
(2) 已知铁与稀硫酸反应的化学方程式为$Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}\uparrow$,设混合物中铁的质量为x。
根据化学方程式可知铁与氢气的质量比为56:2,已知生成氢气的质量为0.4g,可列出比例式$\frac{56}{2}=\frac{x}{0.4g}$,解得x = 11.2g。
因为混合物质量为30g,所以铜粉的质量为30g - 11.2g = 18.8g。
【答案】:
(1) 0.4
(2) 解:设混合物中铁的质量为x。
$Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}\uparrow$
56 2
x 0.4g
$\frac{56}{2}=\frac{x}{0.4g}$,解得x = 11.2g
铜粉质量:30g - 11.2g = 18.8g
答:实验回收铜粉的质量为18.8g。
解析:
【分析】
首先,根据质量守恒定律,反应前后物质的总质量差为生成氢气的质量(氢气为气体逸出体系),据此可算出第一问的氢气质量。其次,铁能与稀硫酸反应、铜不反应,利用铁与稀硫酸反应的化学方程式,结合生成氢气的质量可计算出铁的质量,再用混合物总质量减去铁的质量,即可得到回收铜粉的质量。
【解析】
(1)根据质量守恒定律,反应前总质量为铜粉与铁粉混合物质量加稀硫酸质量:$30g + 100g = 130g$,反应后烧杯内物质总质量为$129.6g$,则生成氢气的质量为$130g - 129.6g = 0.4g$。
(2)设混合物中铁的质量为$x$,铁与稀硫酸反应的化学方程式为:$Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}\uparrow$,反应中铁与氢气的质量比为$56:2$。
列比例式:$\frac{56}{2} = \frac{x}{0.4g}$,解得$x = 11.2g$。
铜粉质量为混合物总质量减去铁的质量:$30g - 11.2g = 18.8g$。
【答案】
(1)0.4;(2)18.8g
【知识点】
质量守恒定律,化学方程式计算,金属的化学性质
【点评】
本题结合金属活动性差异,通过质量守恒和化学方程式计算解决问题,题型基础,考察学生对核心知识点的应用能力,难度适中。
【难度系数】
0.6
首先,根据质量守恒定律,反应前后物质的总质量差为生成氢气的质量(氢气为气体逸出体系),据此可算出第一问的氢气质量。其次,铁能与稀硫酸反应、铜不反应,利用铁与稀硫酸反应的化学方程式,结合生成氢气的质量可计算出铁的质量,再用混合物总质量减去铁的质量,即可得到回收铜粉的质量。
【解析】
(1)根据质量守恒定律,反应前总质量为铜粉与铁粉混合物质量加稀硫酸质量:$30g + 100g = 130g$,反应后烧杯内物质总质量为$129.6g$,则生成氢气的质量为$130g - 129.6g = 0.4g$。
(2)设混合物中铁的质量为$x$,铁与稀硫酸反应的化学方程式为:$Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}\uparrow$,反应中铁与氢气的质量比为$56:2$。
列比例式:$\frac{56}{2} = \frac{x}{0.4g}$,解得$x = 11.2g$。
铜粉质量为混合物总质量减去铁的质量:$30g - 11.2g = 18.8g$。
【答案】
(1)0.4;(2)18.8g
【知识点】
质量守恒定律,化学方程式计算,金属的化学性质
【点评】
本题结合金属活动性差异,通过质量守恒和化学方程式计算解决问题,题型基础,考察学生对核心知识点的应用能力,难度适中。
【难度系数】
0.6