题目内容
1．科学兴趣小组的同学为了测定某铜铁合金的组成，取20克样品于烧杯中，向其中分4次加入相同溶质质量分数的稀硫酸，使之充分反应，每次所用稀硫酸的质量及剩余固体的质量记录如表：| 实验序号 | 第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 |
| 加入稀硫酸的质量（克） | 20 | 20 | 20 | 20 |
| 充分反映后剩余固体的质量（克） | 17.2 | 14.4 | 12.00 | m |
（1）表格中m的值为12．
（2）此样品中铁的质量分数为40%．
（3）所用稀硫酸中硫酸的质量分数是多少？
分析 （1）分析反应及实验数据：根据金属活动性，合金中只有铁可以与硫酸反应；根据质量守恒定律，由第1次实验数据可知，每加入20g稀硫酸完全反应可放出20g-17.2g=2.8g，据此分析，第3次加入20g稀硫酸时放出氢气质量14.4g-12.0g=2.4g＜2.8g，可判断此时合金中金属铁已完全反应，所以，第4次加入的稀硫酸不再放出氢气；
（2）使用金属铁完全反应时剩余固体铜的质量，计算样品中金属铁的质量，利用铁的质量与样品的质量比计算铜铁合金样品中锌的质量分数；
（3）使用第1次实验数据，由生成氢气的质量，根据反应的化学方程式，计算参加反应硫酸的质量，利用硫酸的质量与所加稀硫酸的质量比计算所用稀硫酸中硫酸的质量分数．
解答 解：（1）根据质量守恒定律，由第1次实验数据可知，每加入20g稀硫酸完全反应可放出20g-17.2g=2.8g，据此分析，第3次加入20g稀硫酸时放出氢气质量14.4g-12.0g=2.4g＜2.8g，可判断此时合金中金属铁已完全反应，所以，第4次加入的稀硫酸不再消耗金属而不再放出氢气，因此充分反应后剩余固体的质量仍为12g；
（2）铜铁合金的样品中铁的质量分数=$\frac{20g-12g}{20g}$×100%=40%；
（3）设所用稀硫酸中硫酸的质量分数为x，
H2SO4 +Fe═FeSO4+H2↑
98 56
20g×x 20g-17.2g=2.8g
$\frac{98}{56}=\frac{20g×x}{2.8g}$ 解得：x=24.5%
故答案为：（1）12；（2）40%；（3）所用稀硫酸中硫酸的质量分数是24.5%
点评 计算所用稀硫酸的溶质质量分数时，注意选取稀硫酸完全反应时的实验数据即前三次实验的数据进行计算．
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