Question

14．某同学为探究铜铁合金中铁的质量分数，先后进行了三次实验（杂质不与稀硫酸反应），实验数据如下表．根据该同学的实验，试回答以下问题．

	第一次	第二次	第三次
所取合金的质量/g	10	10	20
所加稀硫酸的质量/g	100	120	80
生成氢气的质量/g	0.2	0.2	0.2

（1）仔细分析上表实验数据，与10g合金恰好完全反应的稀硫酸的质量是80g；
（2）该铜铁合金中铁的质量分数是多少？

Answer 1

分析 （1）先对比分析第一次和第二次的实验数据，可以分析出要产生0.4g的氢气需要合金20g，所以在第三次试验中产生的0.4g氢气是20g合金与80g酸生成的，可以据此解答该题；
（2）根据生成的氢气的质量结合铁与稀硫酸反应的方程式可以计算出铁的质量，然后求出其质量分数即可．

解答 解：（1）两个实验所加合金质量第二次是第一次的2倍，而所加稀硫酸的质量不同，但最后产生氢气的质量也是2倍，说明第一次和第二次两个实验中合金均反应完，第二次实验中的酸一定过量；第三次实验与前两次实验相比，合金质量加倍，而稀硫酸的质量减少，但产生氢气质量不变，第三次实验中，合金里的铁恰好完全反应时，消耗硫酸溶液的质量是80g；
（2）设20g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   0.4g
$\frac{56}{x}$=$\frac{152}{y}$=$\frac{2}{0.4g}$
x=11.2g 
y=30.4g
合金中铁的质量分数为：$\frac{11.2g}{20g}$×100%=56%．
故答案为：（1）80；
（2）56%．

点评 本题主要考查学生运用化学方程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．