Question

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

	第一次	第二次	第三次
所取合金的質(zhì)量/g	20	20	40
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)該同學(xué)的實驗，試回答以下問題：
（1）上表三次實驗中，合金里的鐵與稀硫酸的質(zhì)量比為

 

時恰好完全反應(yīng)．
（2）該鐵合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)是多少？
（3）求該實驗中所使用的稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)．

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20g，所以在第三次試驗中產(chǎn)生的0.4g氫氣是20g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20g合金反應(yīng)完需要消耗稀硫酸80g，
設(shè)20g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

56

x

=

98

y

=

2

0.4g

解得：x=11.2g   y=19.6g
所以合金里的鐵與稀硫酸的恰好完全反應(yīng)時的質(zhì)量比為11.2g：80g=112：800=7：50
（2）合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)為：

11.2g

20g

×100%=56%
（3）該實驗中所使用的稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為：

19.6g

80g

×100%=24.5%
答：（2）該鐵合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)是56%；
（3）求該實驗中所使用的稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為24.5%．

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