Question

某同学为探究铜铁合金中铁的质量分数，先后分别进行了四次实验，（杂质不溶于水，也不参加反应）实验数据如下表：

实验次数 项目	第一次	第二次	第三次	第四次
所取合金的质量/g	10	10	10	10
所加稀硫酸的质量/g	40	60	80	100
生成氢气的质量/g	0.1	0.15	0.2	0.2

根据该同学的实验，试回答以下问题：
（1）上表四次实验中，第________次实验合金里的铁就已反应完？
（2）该铜铁合金中铁的质量分数是多少？
（3）第三次实验所得溶液溶质质量分数为多少？

Answer 1

解：（1）第三次和第四次两个实验所加合金质量相同，而所加稀硫酸的质量不同，但最后产生氢气的质量相同，说明第三次和第四次两个实验中合金均反应完，第四次实验中的酸一定过量；故答案为：三
设铜铁合金中铁的质量为X，生成硫酸亚铁的质量为Y
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56 152 2
X Y 0.2g

X=5.6g
Y=15.2g
（2）该铜铁合金中铁的质量分数为：×100%=56%
（3）第三次实验所得溶液溶质质量分数为：×100%=17.8%
答：（2）该铜铁合金中铁的质量分数是56%
（3）第三次实验所得溶液溶质质量分数为17.8%
分析：（1）第三次和第四次两个实验所加合金质量相同，而所加稀硫酸的质量不同，但最后产生氢气的质量相同，说明第三次和第四次两个实验中合金均反应完，第四次实验中的酸一定过量；
（2）由第三次实验数据根据化学方程式可以计算出合金中铁的质量分数．
（3）由第三次实验数据根据化学方程式还可以计算出稀硫酸的溶质质量分数．
点评：溶液的质量=溶剂的质量+溶质的质量，但有时用这种方法计算溶液的质量会很复杂，这时采用整体法去计算溶液的质量会比较简单．