Question

某同学为探究铜铁合金中铁的质量分数，取该合金与稀硫酸反应，先后进行了三次实验，实验数据见下表：

实验次数 项目	第一次	第二次	第三次
所取合金的质量/g	20	20	40
所加稀硫酸的质量/g	100	120	80
生成氢气的质量/g	0.4	0.4	0.4

根据该同学的实验，试回答以下问题：
（1）上表三次实验中，合金里的铁恰好完全反应时，消耗稀硫酸溶液的质量是______ g．
（2）该铜铁合金中铁的质量分数是多少？
（3）求第三次实验所得溶液中硫酸亚铁的质量分数．（精确至0.1%）

Answer 1

（1）第一次和第二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，所以20g合金反应完需要消耗稀硫酸80g；
（2）设合金中铁的质量分数为x
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56             2
20x           0.4

56

2

=

20x

0.4

解得：x=56%
（3）设生成FeSO₄的质量为y
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56       152
20×56%   y

56

152

=

20×56%

y

解得y=30.4g
所得FeSO₄溶液的质量=20×56%+80-0.4=90.8g
所以第三次实验所得溶液溶质质量分数为

30.4g

90.8g

100%=33.5%
故答案为：（1）80；（2）该铜铁合金中铁的质量分数是65%；（3）求第三次实验所得溶液中硫酸亚铁的质量分数33.5%；