Question

某同學為探究銅鐵合金中鐵的質量分數，先后進行了三次實驗，實驗數據見下表：

	第一次	第二次	第三次
所取合金的質量/g	20	20	20
所加稀硫酸的質量/g	100	120	80
生成氫氣的質量/g	0.4	0.4	0.4

根據該同學的實驗，回答下列問題：（（2）（3）要求寫出計算過程）
（1）上表三次實驗中，有一次恰好完全反應，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）該合金中鐵的質量分數是多少？
（3）第三次實驗所得溶液的溶質質量分數為多少？（精確到0.1%）

Answer 1

分析：（1）根據三次反應中的合金質量都是20克，三次加入的硫酸質量不同，但是生成的氫氣都是0.4克，說明三次反應中合金中的鐵都參與了反應進行分析；
（2）根據氫氣的質量計算出鐵的質量，再算質量分數；
（3）根據質量守恒定律解出溶液質量，利用方程式解出溶質質量，再計算質量分數．

解答：解：（1）三次反應中的合金質量都是20克，三次加入的硫酸質量不同，但是生成的氫氣都是0.4克，說明三次反應中合金中的鐵都參與了反應，第三次加入80克的硫酸也生成了0.4克的氫氣，說明第一、二中的硫酸過量．而題干說三次中有一次恰好完全反應，所以只能是第三次恰好完全反應，故答案為：80；
設生成0.4克的氫氣需要鐵為x，生成硫酸亞鐵為y，
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56         152    2
x           y    0.4g

56

x

=

152

y

=

2

0.4g

x=11.2g
y=30.4g
所以鐵的質量分數為：

11.2

20

×100%=56%，
反應后的溶液質量為：80+11.2-0.4=90.8g，
所以反應后的溶質質量分數為：

30.4

90.8

×100%=33.5%．
答：（2）該合金中鐵的質量分數是：56%；
（3）第三次實驗所得溶液的溶質質量分數為：33.5%．

點評：在解此類題時，首先分析題中的反應原理和需要解答的數據，然后根據方程式中的等量關系解出需要的數據在結合問題解答．