Question

19．某同學為探究某銅鐵合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)，先后進行了三次實驗，（雜質(zhì)不溶于水，也不參加反應(yīng)）實驗數(shù)據(jù)如表（計算結(jié)果保留一位小數(shù)）

實驗次數(shù) 項目	第一次	第二次	第三次
所取合金的質(zhì)量/g	10	20	40
所加稀硫酸的質(zhì)量/g	100	120	80
生成氫氣的質(zhì)量/g	0.2	0.4	0.4

根據(jù)該同學的實驗，試回答以下問題：
（1）第三次實驗中，合金里的鐵恰好完全反應(yīng)時，消耗硫酸溶液的質(zhì)量是80g．
（2）該銅鐵合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)是多少？
（3）第三次實驗所得溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為多少？

Answer 1

分析 （1）先對比分析第一次和第二次的實驗數(shù)據(jù)，可以分析出要產(chǎn)生0.4g的氫氣需要合金20g，所以在第三次試驗中產(chǎn)生的0.4g氫氣是20g合金與80g酸生成的，可以據(jù)此解答該題；
（2）根據(jù)生成的氫氣的質(zhì)量結(jié)合鐵與稀硫酸反應(yīng)的方程式可以計算出鐵的質(zhì)量，然后求出其質(zhì)量分數(shù)即可；
（3）根據(jù)生成的氫氣的質(zhì)量結(jié)合鐵與稀硫酸反應(yīng)的方程式可以計算出硫酸的質(zhì)量，然后求出其質(zhì)量分數(shù)即可．

解答 解：（1）兩個實驗所加合金質(zhì)量第二次是第一次的2倍，而所加稀硫酸的質(zhì)量不同，但最后產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量也是2倍，說明第一次和第二次兩個實驗中合金均反應(yīng)完，第二次實驗中的酸一定過量；第三次實驗與前兩次實驗相比，合金質(zhì)量加倍，而稀硫酸的質(zhì)量減少，但產(chǎn)生氫氣質(zhì)量不變，第三次實驗中，合金里的鐵恰好完全反應(yīng)時，消耗硫酸溶液的質(zhì)量是80g；
（2）設(shè)20g合金中鐵的質(zhì)量為x，生成硫酸亞鐵的質(zhì)量為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
合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{11.2g}{20g}$×100%=56%；
（3）所得FeSO₄溶液的質(zhì)量=20g×56%+80g-0.4g=90.8g
所以第三次實驗所得溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{30.4g}{90.8g}$×100%=33.5%．
故答案為：（1）80g；
（2）該鐵合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)是56%；
（3）33.5%．

點評 本題主要考查學生運用化學方程式綜合分析和解決實際問題的能力，增加了學生分析問題的思維跨度，強調(diào)了學生整合知識的能力．