Question

某課外活動小組為了測定銅鐵合金中鐵的質量分數，現取銅鐵合金樣品20g，將80g稀硫酸平均分成4份，分4次逐漸加入到樣品中，每次充分反應后測得剩余固體質量見下表：

次   數	1	2	3	4
加入稀硫酸質量/g	20	20	20	20
剩余固體質量/g	17.2	14.4	11.6	11.6

試求：
（1）20g銅鐵合金中，銅的質量為

11.6

g．
（2）第

3

次后，合金中的鐵全部消耗完全．
（3）20g稀硫酸溶液中溶質的質量．（要求寫計算步驟）

Answer 1

分析：由于稀硫酸只能和銅鐵合金中的鐵反應，因此每加20g稀硫酸，固體質量減少質量即為消耗鐵的質量，由表中數據分析可知，根據圖表數據可知，第1、2、3次反應后固體物質減少的質量都為2.8g，而第4次加入20g稀硫酸時固體質量不再減少，說明銅鐵合金鐵已全部參與化學反應；據此結合化學方程式的計算進行分析解答即可．

解答：解：（1）通過表中數據分析可知：第一次加入20g稀硫酸，固體的質量減少了20g-17.2g=2.8g；第二次再加入20g稀硫酸時，固體的質量又減少了17.2g-14.4g=2.8g；第三次再加入20g稀硫酸時，固體的質量減少了14.4g-11.6g=2.8g；第四次再加入20g稀硫酸時，剩余固體的質量不再發生變化，說明銅鐵合金中鐵已經反應完，剩余的固體為銅，其質量為11.6g．
故答案為：11.6．
（2）根據（1）的分析可知，第3次后合金中的鐵全部消耗完全．故答案為：3．
（3）由表中數據分析可知，每次加入20g稀硫酸能與2.8g鐵恰好完全反應．
設20g稀硫酸溶液中溶質的質量為x，
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56   98
2.8g x

56

98

=

2.8g

x

，x=4.9g
答：20g稀硫酸溶液中溶質的質量為4.9g．

點評：本題難度較大，主要考查學生根據圖表數據、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量差即為反應消耗鐵的質量，判斷加入稀硫酸的反應情況是正確解答本題的關鍵．