Question

甲乙丙三位同学分别取铁粉和铜粉的均匀混合物与某稀硫酸反应，所得数据如下：

	甲	乙	丙
取用金属混合物的质量	10	10	20
取用稀硫酸的质量/g	100	120	100
反应后过滤得到干燥固体的质量/g	2	2	12

计算：
（1）金属混合物中铁的质量分数．
（2）甲制得硫酸亚铁的质量．
（3）该稀硫酸中溶质的质量分数．

Answer 1

分析：根据铁和铜与酸的反应进行分析，铁能与稀硫酸反应生成氢气，铜不与稀硫酸反应生成氢气，取10g混合物，与100g硫酸和120g硫酸反应都剩余2g固体，则可以判断10g混合物中含有铜的质量为2g，含铁的质量为8g，取20g混合物，与100g硫酸反应剩余12g固体，则说明与8g铁反应需要硫酸的质量为100g，然后根据反应的化学方程式求硫酸亚铁和稀硫酸的质量．

解答：解：（1）比较甲乙两组数据可以知道，取10g混合物，分别与100g硫酸和120g硫酸反应都剩余2g固体，说明混合物中的铁全部参加反应，可以判断10g混合物中含有铜的质量为2g，含铁的质量为8g，所以混合物中铁的质量分数为：

8g

10g

×100%=80%；
（2）分析丙中的数据可以知道，取20g混合物，与100g硫酸反应剩余12g固体，结合甲组的数据可以知道与8g铁反应需要硫酸的质量为100g，所以甲同学取的金属混合物与硫酸恰好完全反应，
设生成硫酸亚铁的质量为x，与8g铁反应需要硫酸的质量为y
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56  98    152
8g   y    x
 

56

8g

=

152

x

=

98

y

 
解得：x=21.7g，y=14g；
（3）稀硫酸中溶质的质量分数为：

14g

100g

×100%=14%．
故答案为：（1）金属混合物中铁的质量分数为80%．
（2）甲制得硫酸亚铁的质量为21.7g．
（3）该稀硫酸中溶质的质量分数为14%．

点评：本题主要考查学生对金属的化学性质的认识，以及运用化学方程式和溶质质量分数公式综合分析和解决实际问题的能力．增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力．