Question

5．某课外活动小组为了测定铜铁合金中铁的质量分数，现取铜铁合金样品20.0g，将80.0g稀硫酸平均分成四份，分四次逐渐加入到样品中，每次充分反应后测的剩余固体质量见下表：

次数	1	2	3	4
加入稀硫酸质量/g	20.0	20.0	20.0	20.0
剩余固体质量/g	17.2	14.4	13.0	13.0

试求：
（1）20.0g铜铁合金中，铜的质量为13g．
（2）铜铁合金中，铁元素的质量分数为35%．
（3）20.0g稀硫酸溶液中溶质的质量分数．

Answer 1

分析 由于稀硫酸只能和合金中的铁反应，因此每加20克稀硫酸，固体减少多少，就说明消耗多少铁，从图中不难看出，20克稀硫酸最多消耗2.8克铁，而当第三次加20克稀硫酸时固体只减少了1.4克，说明固体中已经没有铁了，铁已全部参与化学反应．

解答 解：①从表格中不难看出20克稀硫酸最多消耗2.8克铁，即2.8克铁与20克稀硫酸恰好完全反应，而第三次加20克稀硫酸只消耗了1.4克铁，说明铁已全部参与反应，剩余的固体全部是铜．故答案为：13
②由于铜是13克，则合金中铁的质量分数为：$\frac{20g-13g}{20g}$×100%═35%，故答案为：35%；
③由于只有前两次的稀硫酸全部参与化学反应，因此求20克稀硫酸中的溶质，只能根据前两次去计算．
设20g稀硫酸中含溶质质量为x．参加反应的铁的质量为：20g-17.2g=2.8g．
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56  98
2.8g x
则$\frac{56}{98}=\frac{2.8g}{x}$，解得x=4.9g
稀硫酸溶液中溶质的质量分数=$\frac{4.9g}{20.0g}×100%$=24.5%
答：20克稀硫酸中含有溶质24.5%．

点评 主要考查了根据化学方程式的计算，培养学生的分析能力、理解能力和计算能力．