分析：從CuSO4+Fe =FeSO4 +Cu,鐵轉(zhuǎn)化為銅,固體質(zhì)量增加,得到干燥的固體物質(zhì)仍是20克.這說明氧化銅被溶解后,硫酸仍然有剩余,Fe+H2SO4反應(yīng),Fe的固體質(zhì)量減少,才能保證反應(yīng)后固體質(zhì)量不增不減.
此題的關(guān)鍵這處在于固體的增加與溶解的質(zhì)量恰好相等,可設(shè)氧化銅為A克
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O (1)
80 98 160
A 98A/80 2A
CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu 固體增加的質(zhì)量 (2)
160 64-56=8
2A A/10
也就是固體增加的質(zhì)量等于與硫酸反應(yīng)的鐵的質(zhì)量（A/10 克）
H2SO4 + Fe = FeSO4 + H2↑ (3)
98 56 2
98A/560 A/10 1/28
硫酸的質(zhì)量為98A/80+98A/560=100*14%
解得：A=10克
則我們可以計算出硫酸亞鐵溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù),其中所有的硫酸最終都轉(zhuǎn)化為了硫酸亞鐵,按照硫酸根守恒來算,設(shè)硫酸亞鐵為X克
H2SO4 FeSO4
98 152
100×14% x
解得：x = 21.7
因為反應(yīng)前后固體質(zhì)量不變,所以:
溶液質(zhì)量=硫酸溶液+溶解的氧化銅-逸出的H2,即
100+10-1/28=110.0克
另外一種解法,根據(jù)方程式(1)算出生成水的質(zhì)量為2.25克.則
溶解質(zhì)量=原H2SO4溶液中水的質(zhì)量+生成水的質(zhì)量+溶質(zhì)FeSO4的質(zhì)量.
=100*(1-14%)+2.25+21.7=110.0
最后得到的溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：
21.7/110.0*100%=19.7%