Question

某同學為探究銅鐵合金中鐵的質量分數(shù)，先后進行了三次實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表：

實驗次數(shù) 項目	第一次	第二次	第三次
所取合金的質量/g	20	20	30
所加稀硫酸的質量/g	120	100	80
反應后剩余物質的質量/g	139.6	119.6	109.6

根據(jù)該同學的實驗，試回答以下問題：
（1）上表三次實驗中，合金里的鐵恰好完全反應時，消耗稀硫酸溶液的質量是

 

g．
（2）該銅鐵合金中鐵的質量分數(shù)是多少？
（3）第三次實驗所得溶液溶質質量分數(shù)為

 

（結果保留至0.1%）．

Answer 1

考點：根據(jù)化學反應方程式的計算,有關溶質質量分數(shù)的簡單計算

專題：綜合計算（圖像型、表格型、情景型計算題）

分析：（1）先對比分析第一次和第二次的實驗數(shù)據(jù)，可以分析出要產生0.4g的氫氣需要合金20g，所以在第三次試驗中產生的0.4g氫氣是20g合金與80g酸生成的；
（2）假設合金中鐵的質量分數(shù)為x，則20g合金中鐵的質量為20x，再根據(jù)鐵與稀硫酸反應的方程式進行相關計算即可；
（3）第三次實驗中的溶質是FeSO₄，F(xiàn)eSO₄的質量可以根據(jù)（2）中的計算結果求出，為30.4g，F(xiàn)eSO₄溶液的質量=鐵的質量+硫酸的質量-生成氫氣的質量．

解答：解：（1）第一次和第二次兩個實驗所加合金質量相同，而所加稀硫酸的質量不同，但最后產生氫氣的質量相同，說明第一次和第二次兩個實驗中合金均反應完，第二次實驗中的酸一定過量；
第三次實驗與前兩次實驗相比，合金質量加倍，而稀硫酸的質量減少，但產生氫氣質量不變，所以20g合金反應完需要消耗稀硫酸80g；
故答案為：80g；
（2）設合金中鐵的質量分數(shù)為x，
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56              2
20gx            0.4g

56

20gx

=

2

0.4g

x=56%
故答案為：56%；
（3）設生成FeSO₄的質量為y，
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56        152
20g×56%    y

56

20g×56%

=

152

y

解得y=30.4g
所得FeSO₄溶液的質量=20g×56%+80g-0.4g=90.8g
所以第三次實驗所得溶液溶質質量分數(shù)為

30.4g

90.8g

×100%=33.5%
答案：
（1）80
（2）該銅鐵合金中鐵的質量分數(shù)是56%
（3）33.5%

點評：雖然溶液的質量=溶劑的質量+溶質的質量，但有時用這種方法計算溶液的質量會很復雜，這時采用整體法去計算溶液的質量會比較簡單．