Question

20．某课外兴趣小组为探究铁合金中铁的质量分数，先后进行了四次实验（杂质不与稀硫酸反应，也不溶于水），实验数据如下表：

	第一次	第二次	第三次	第四次
所取合金的质量/g	10	10	20	30
所加稀硫酸的质量/g	100	120	80	X
反应后烧杯内的剩余物/g	109.8	129.8	99.8	Y

请你认真分析数据，回答下列问题：
（1）上表第四次实验中合金里的铁恰好与稀硫酸完全反应，则其中X=240g，Y=269.4g
（2）该铁合金中铁的质量分数是多少？
（3）计算第四次实验反应后溶液中溶质的质量分数？（结果保留至0.1%）．（2、3小题写出计算步骤．）

Answer 1

分析 根据图中数据可以看出，当加入10g合金时，加入100g或者120g稀硫酸，减少量都是0.2g，说明此时金属完全反应，而酸不能确定．而20g合金和80g硫酸减少量也是0.2g，说明10g合金和80g合金恰好完全反应，生成0.2g氢气，所以加入30g合金，签好完全反应，则对应的稀硫酸为240g，烧杯内物质为269.4g，生成的氢气的质量为0.6g．

解答 解：
根据图中数据可以看出，当加入10g合金时，加入100g或者120g稀硫酸，减少量都是0.2g，说明此时金属完全反应，而酸不能确定．而20g合金和80g硫酸减少量也是0.2g，说明10g合金和80g合金恰好完全反应，生成0.2g氢气，所以加入30g合金，恰好完全反应，则对应的稀硫酸为240g，烧杯内物质为269.4g，生成的氢气的质量为0.6g．
所以X=240，Y=269.4．
据题意知，30g铁合金中的铁与240g稀硫酸中的酸恰好反应产生0.6g 氢气，
设30g铁合金中铁的质量为x，生成FeSO₄的质量为y．
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56             152        2
x                 y      0.6g
$\frac{56}{x}$=$\frac{152}{y}$=$\frac{2}{0.6g}$
x=16.8g
y=45.6g
铁合金中铁的质量分数=$\frac{16.8g}{30g}$×100%=56%
反应后溶液中溶质的质量分数：$\frac{45.6g}{16.8g+240g-0.6g}$×100%≈18.1%
答：（1）X=240g，Y=0.6g；
（2）铁合金中铁的质量分数为56%；
（3）反应后溶液中溶质的质量分数18.1%

点评 根据化学方程式计算时，第一要正确书写化学方程式，第二要使用正确的数据，第三计算过程要完整．