Question

某同學(xué)為探究銅鐵合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，先后進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表：

	第一次	第二次	第三次
所取合金的質(zhì)量/g	20	20	20
所加稀硫酸的質(zhì)量/g	100	120	80
生成氫氣的質(zhì)量/g	0.4	0.4	0.4

根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，回答下列問題：（（2）（3）要求寫出計(jì)算過程）
（1）上表三次實(shí)驗(yàn)中，有一次恰好完全反應(yīng)，合金里的鐵恰好完全反應(yīng)時(shí)，消耗稀硫酸溶液的質(zhì)量是

 

  g．
（2）該合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？
（3）第三次實(shí)驗(yàn)所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？（精確到0.1%）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)三次反應(yīng)中的合金質(zhì)量都是20克，三次加入的硫酸質(zhì)量不同，但是生成的氫氣都是0.4克，說明三次反應(yīng)中合金中的鐵都參與了反應(yīng)進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)氫氣的質(zhì)量計(jì)算出鐵的質(zhì)量，再算質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律解出溶液質(zhì)量，利用方程式解出溶質(zhì)質(zhì)量，再計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）三次反應(yīng)中的合金質(zhì)量都是20克，三次加入的硫酸質(zhì)量不同，但是生成的氫氣都是0.4克，說明三次反應(yīng)中合金中的鐵都參與了反應(yīng)，第三次加入80克的硫酸也生成了0.4克的氫氣，說明第一、二中的硫酸過量．而題干說三次中有一次恰好完全反應(yīng)，所以只能是第三次恰好完全反應(yīng)，故答案為：80；
設(shè)生成0.4克的氫氣需要鐵為x，生成硫酸亞鐵為y，
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56         152    2
x           y    0.4g

56

x

=

152

y

=

2

0.4g

x=11.2g
y=30.4g
所以鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

11.2

20

×100%=56%，
反應(yīng)后的溶液質(zhì)量為：80+11.2-0.4=90.8g，
所以反應(yīng)后的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

30.4

90.8

×100%=33.5%．
答：（2）該合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：56%；
（3）第三次實(shí)驗(yàn)所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：33.5%．

點(diǎn)評(píng)：在解此類題時(shí)，首先分析題中的反應(yīng)原理和需要解答的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)方程式中的等量關(guān)系解出需要的數(shù)據(jù)在結(jié)合問題解答．