Question

2．有铁粉和铜粉的均匀混合物，甲、乙、丙三位同学分别取该混合物与稀硫酸反应，所得数据如表所示：

	甲	乙	丙
金属混合物的质量	10	10	20
稀硫酸的质量/g	100	120	100
剩余固体质量/g	4	4	13

请分析数据，回答下列问题：
（1）甲同学所得溶液中含有的溶质是H₂SO₄、FeSO₄（填化学式 ）．
（2）金属混合物中铜的质量分数是40%．
（3）计算丙同学所得溶液中溶质的质量分数17.8%．（计算结果精确到0.1%）

Answer 1

分析 （1）根据金属的活动性关系铁＞氢＞铜，铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁同时放出氢气，而铜不能与稀硫酸反应，当把金属混合物放入足量稀硫酸中充分反应时，剩余固体为铜，而金属混合物中铁的质量为混合物质量与铜质量差．由丙可知100g硫酸能与7g铁粉反应，所以甲中只与6g铁反应，说明硫酸过量，所以反应后溶质是硫酸亚铁和硫酸；
（2）根据剩余固体质量为铜的质量，再计算铜的质量分数；
（3）由甲、乙两同学实验数据对比知，10g金属混合物中铁已完全反应，剩余4g固体为铜，由此推知20g金属混合物中含铜8g，则丙同学实验剩余的13g固体中含铁7g，故丙同学实验中硫酸已完全反应，且参加反应的铁为7g．

解答 解：（1）根据金属的活动性关系铁＞氢＞铜，铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁同时放出氢气，而铜不能与稀硫酸反应，当把金属混合物放入足量稀硫酸中充分反应时，剩余固体为铜，而金属混合物中铁的质量为混合物质量与铜质量差．由丙可知100g硫酸能与7g铁粉反应，所以甲中只与6g铁反应，说明硫酸过量，所以反应后溶质是硫酸亚铁和硫酸化学式是：H₂SO₄、FeSO₄；
（2）金属混合物的质量位10g，剩余固体质量为4g，则为铜的质量，则金属混合物中铜的质量分数是$\frac{4g}{10g}×100%$=40%．
（3）解：参加反应的铁的质量为：20g-13g=7g．    
设生成硫酸亚铁的质量为x，生成氢气的质量为y．
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56              152       2
7g                x       y
根据：$\frac{56}{152}=\frac{7g}{x}$，解得  x=19g，根据：$\frac{56}{2}=\frac{7g}{y}$，解得 y=0.25g．
所以反应后溶液质量为：20g-13g+100g-0.25g=106.75 g
反应后溶液中硫酸亚铁的质量分数为：$\frac{19g}{106.75g}$×100%≈17.8%．
答：丙同学所得溶液中硫酸亚铁的质量分数为17.8%
故答案为：
（1）H₂SO₄、FeSO₄；（2）40%；（3）17.8%．

点评 本题难度不大，掌握根据化学方程式的计算即可正确解答本题，细致地分析题意（或图表信息）等各种信息，从多组数据中筛选出对解题有帮助的数据是解这类题的关键．