Question

5．化學興趣小組為探究生鐵中鐵的質(zhì)量分數(shù)，先后進行了三次實驗，實驗數(shù)據(jù)如表（一致合金中的其他成分不與稀硫酸反應(yīng)）：

	第一次	第二次	第三次
所取合金的質(zhì)量/g	11.5	11.5	23
所加稀硫酸的質(zhì)量/g	100	120	80
生成氫氣的質(zhì)量/g	0.4	0.4	0.4

根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)，回答以下問題：
（1）當合金質(zhì)量與稀硫酸質(zhì)量比為23：160時，兩者恰好完全反應(yīng)．
（2）該鐵合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)是97.4%．
（3）稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)（寫出計算過程）．

Answer 1

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(chǎn)生0.4g的氫氣需要合金11.5g，所以在第三次試驗中產(chǎn)生的0.4g氫氣是23g合金與80g酸生成的，可以據(jù)此解答該題；
（2）根據(jù)生成的氫氣的質(zhì)量結(jié)合鐵與稀硫酸反應(yīng)的方程式可以計算出鐵的質(zhì)量，然后求出其質(zhì)量分數(shù)即可；
（3）根據(jù)生成的氫氣的質(zhì)量結(jié)合鐵與稀硫酸反應(yīng)的方程式可以計算出硫酸的質(zhì)量，然后求出其質(zhì)量分數(shù)即可．

解答 解：（1）第一次和第二次兩個實驗所加合金質(zhì)量相同，而所加稀硫酸的質(zhì)量不同，但最后產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量相同，說明第一次和第二次兩個實驗中合金均反應(yīng)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(zhì)量加倍，而稀硫酸的質(zhì)量減少，但產(chǎn)生氫氣質(zhì)量不變，所以11.5g合金反應(yīng)完需要消耗稀硫酸80g，故當合金質(zhì)量與稀硫酸質(zhì)量比為11.5g：80g=23：160時，兩者恰好完全反應(yīng)．
（2）設(shè)11.5g合金中鐵的質(zhì)量為x，80g稀硫酸中硫酸的質(zhì)量為y．
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56  98         2
x   y        0.4g
則$\frac{56}{x}=\frac{98}{y}=\frac{2}{0.4g}$，解得：x=11.2g；y=19.6g
合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{11.2g}{11.5g}$×100%≈97.4%
（3）該實驗中所使用的稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{19.6g}{80g}$×100%=24.5%
故答案為：
（1）23：160；（2）97.4%；（3）24.5%

點評 本題主要考查學生運用化學方程式綜合分析和解決實際問題的能力，增加了學生分析問題的思維跨度，強調(diào)了學生整合知識的能力．