Question

某同學(xué)為探究鐵合金中鐵的質(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)如下表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù) 項(xiàng)目	第一次	第二次	第三次
所取合金的質(zhì)量/g	20	20	40
所加稀硫酸的質(zhì)量/g	100	120	80
生成氫氣的質(zhì)量/g	0.4	0.4	0.4

根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，試回答以下問(wèn)題：
（1）上表三次實(shí)驗(yàn)中，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）該銅鐵合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？______；
（3）第三次實(shí)驗(yàn)所得溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_____（結(jié)果保留至0.1%）．

Answer 1

解：（1）第一次和第二次兩個(gè)實(shí)驗(yàn)所加合金質(zhì)量相同，而所加稀硫酸的質(zhì)量不同，但最后產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量相同，說(shuō)明第一次和第二次兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中合金均反應(yīng)完，第二次實(shí)驗(yàn)中的酸一定過(guò)量；
第三次實(shí)驗(yàn)與前兩次實(shí)驗(yàn)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，所以20g合金反應(yīng)完需要消耗稀硫酸80g；
故答案為：80g；
（2）設(shè)合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56 2
20x 0.4
可得：=
解得：x=56%
故答案為：56%；
（3）設(shè)生成FeSO₄的質(zhì)量為y，
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56 152
20×56% y
可得：=
解得y=30.4g
所得FeSO₄溶液的質(zhì)量=20×56%+80-0.4=90.8g
所以第三次實(shí)驗(yàn)所得溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%=33.5%
故答案為：33.5%
分析：（1）先對(duì)比分析第一次和第二次的實(shí)驗(yàn)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(yàn)中產(chǎn)生的0.4g氫氣是20g合金與80g酸生成的；
（2）假設(shè)合金中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，則20g合金中鐵的質(zhì)量為20x，再根據(jù)鐵與稀硫酸反應(yīng)的方程式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算即可；
（3）第三次實(shí)驗(yàn)中的溶質(zhì)是FeSO₄，F(xiàn)eSO₄的質(zhì)量可以根據(jù)（2）中的計(jì)算結(jié)果求出，為30.4g，F(xiàn)eSO₄溶液的質(zhì)量=鐵的質(zhì)量+硫酸的質(zhì)量-生成氫氣的質(zhì)量．
點(diǎn)評(píng)：雖然溶液的質(zhì)量=溶劑的質(zhì)量+溶質(zhì)的質(zhì)量，但有時(shí)用這種方法計(jì)算溶液的質(zhì)量會(huì)很復(fù)雜，這時(shí)采用整體法去計(jì)算溶液的質(zhì)量會(huì)比較簡(jiǎn)單．