Question

某同学为探究铜铁合金中铁的质量分数，先后进行了三次实验，实验数据见下表：

	第一次	第二次	第三次
所取合金的质量/g	20	20	20
所加稀硫酸的质量/g	100	120	80
生成氢气的质量/g	0.4	0.4	0.4

根据该同学的实验，回答下列问题：（（2）（3）要求写出计算过程）
（1）上表三次实验中，有一次恰好完全反应，合金里的铁恰好完全反应时，消耗稀硫酸溶液的质量是

 

  g．
（2）该合金中铁的质量分数是多少？
（3）第三次实验所得溶液的溶质质量分数为多少？（精确到0.1%）

Answer 1

分析：（1）根据三次反应中的合金质量都是20克，三次加入的硫酸质量不同，但是生成的氢气都是0.4克，说明三次反应中合金中的铁都参与了反应进行分析；
（2）根据氢气的质量计算出铁的质量，再算质量分数；
（3）根据质量守恒定律解出溶液质量，利用方程式解出溶质质量，再计算质量分数．

解答：解：（1）三次反应中的合金质量都是20克，三次加入的硫酸质量不同，但是生成的氢气都是0.4克，说明三次反应中合金中的铁都参与了反应，第三次加入80克的硫酸也生成了0.4克的氢气，说明第一、二中的硫酸过量．而题干说三次中有一次恰好完全反应，所以只能是第三次恰好完全反应，故答案为：80；
设生成0.4克的氢气需要铁为x，生成硫酸亚铁为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
所以铁的质量分数为：

11.2

20

×100%=56%，
反应后的溶液质量为：80+11.2-0.4=90.8g，
所以反应后的溶质质量分数为：

30.4

90.8

×100%=33.5%．
答：（2）该合金中铁的质量分数是：56%；
（3）第三次实验所得溶液的溶质质量分数为：33.5%．

点评：在解此类题时，首先分析题中的反应原理和需要解答的数据，然后根据方程式中的等量关系解出需要的数据在结合问题解答．