Question

有一份铁的样品（含有杂质，杂质不溶于水，也不与稀硫酸反应）．为了解其组成，某同学进行了如下实验，所得数据如下：

实验	第一次	第二次	第三次
取用铁的样品的质量/g	25g	25g	40g
取用稀硫酸的质量/g	280g	200g	200g
充分反应后，生成氢气的质量/g	0.5g	0.5g	0.5g

请你认真分析数据，回答下列问题：
（1）三次实验中，第

 

次所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应；
（2）计算样品中铁的质量分数；
（3）计算稀硫酸的溶质质量分数．

Answer 1

考点：根据化学反应方程式的计算,有关溶质质量分数的简单计算

专题：综合计算（图像型、表格型、情景型计算题）

分析：（1）由题意可知，杂质不与稀硫酸发生反应，而铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁同时放出氢气；
对比第一次、第二次的实验数据，在增加了稀硫酸的量后，产生氢气的质量不变，说明金属已完全反应，因此可得出反应生成0.5g氢气时需要金属混合物25g；对比第二次与第三次实验数据，所用稀硫酸量相同时，增加金属混合物的量后，放出氢气的质量仍为0.5g，说明产生0.5g氢气时200g稀硫酸完全反应；因此可得出生成0.5g氢气时需要消耗200g稀硫酸；
（2）根据生成的0.5g氢气计算出25g金属混合物中的铁的质量，进而求出样品中铁的质量分数即可；
（3）根据生成的0.5g氢气计算出200g稀硫酸中硫酸的质量，即可解决问题．

解答：解：（1）由题意可知，杂质不与稀硫酸发生反应，而铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁同时放出氢气；
对比第一次、第二次的实验数据，在增加了稀硫酸的量后，产生氢气的质量不变，说明金属已完全反应，因此可得出反应生成0.5g氢气时需要金属混合物25g；对比第二次与第三次实验数据，所用稀硫酸量相同时，增加金属混合物的量后，放出氢气的质量仍为0.5g，说明产生0.5g氢气时200g稀硫酸完全反应；因此可得出生成0.5g氢气时需要消耗200g稀硫酸；所以三次实验中，第二次所取用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应；故填：二；
（2）设生成0.5g氢气需要铁的质量为x，硫酸的质量为y
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56  98         2
x   y         0.5g

56

x

=

98

y

=

2

0.5g

x=14g
y=24.5g
样品中铁的质量分数=

14g

25g

×100%=56%
（3）稀硫酸中溶质质量分数=

24.5g

200g

×100%=12.25%
答：（1）样品中铁的质量分数为56%；（2）该稀硫酸中溶质质量分数为12.25%．

点评：计算混合物中某成分的质量分数，一定要选取该成分完全反应时的实验数据进行计算，以保证计算所得为该成分的全部质量．