Question

某化學課外活動小組為了測定銅鐵合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)，現(xiàn)取銅鐵合金20.0克放入燒杯中，稱得燒杯及燒杯所盛樣品的總質(zhì)量為150.0克，將80.0克稀硫酸平均分成4等分，分4次逐漸加入到樣品中，每次充分反應(yīng)后實驗數(shù)據(jù)記錄如下：

次數(shù)	1	2	3	4
加入稀硫酸的質(zhì)量/克	20.0	20.0	20.0	20.0
燒杯及所盛物質(zhì)的總質(zhì)量/克	169.8	189.6	209.5	229.5

（1）第一次加入稀硫酸充分反應(yīng)后產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為

0.2g

．
（2）所加稀硫酸溶液的溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是多少？
（3）該合金中，鐵的質(zhì)量分數(shù)是多少？
（4）第四次反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是多少？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可以求出反應(yīng)生成的氫氣的質(zhì)量；
（2）根據(jù)生成氫氣的質(zhì)量結(jié)合反應(yīng)的化學方程式可以計算出20g稀硫酸中硫酸的質(zhì)量，然后求出其質(zhì)量分數(shù)即可；
（3）根據(jù)生成氫氣的質(zhì)量可以計算出鐵的質(zhì)量，然后求出其質(zhì)量分數(shù)即可；
（4）根據(jù)生成氫氣的質(zhì)量結(jié)合反應(yīng)的化學方程式可以計算出生成的硫酸亞鐵的質(zhì)量，然后求出其質(zhì)量分數(shù)即可．

解答：解答：解：（1）從表格可以看出第3、4此加入硫酸時燒杯及所盛物質(zhì)總質(zhì)量不變，則說明樣品中的鐵已經(jīng)完全反應(yīng)，依據(jù)質(zhì)量守恒定律可知第一次生成的氫氣質(zhì)量為150.0g+20.0g-169.8g=0.2g；
（2）設(shè)20g稀硫酸中硫酸的質(zhì)量為x
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
    98          2
     x          0.2g

98

x

=

2

0.2g

解得：x=9.8g
所以稀硫酸中硫酸的質(zhì)量分數(shù)為：

9.8g

20.0g

×100%=19.6%
（3）在反應(yīng)中生成氫氣的總質(zhì)量為：150.0g+80.0g+20.0g-229.5g=0.5g
設(shè)合金樣品中鐵的質(zhì)量是y，生成硫酸亞鐵的質(zhì)量為z
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56        152   2
y          z   0.5g

56

y

=

152

z

=

2

0.5g

解得：y=14g    z=38g
該合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)是：

14g

20.0g

×100%=70%；
（4）第四次反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是：

38g

80.0g+14g-0.5g

×100%=40.6%
答：（2）所加稀硫酸溶液的溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是19.6%；
（3）該合金中，鐵的質(zhì)量分數(shù)是70%；
（4）第四次反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是40.6%．

點評：本題難度較大，主要考查學生根據(jù)圖表數(shù)據(jù)、化學方程式的計算進行解決問題的能力，利用每次加入稀硫酸前后固體質(zhì)量差即為反應(yīng)消耗鐵的質(zhì)量，判斷加入稀硫酸的反應(yīng)情況是正確解答本題的關(guān)鍵．