Question

現有一種銅和氧化亞鐵的混合物樣品．為測定該樣品中氧化亞鐵的含量，某學生取20.0g此樣品置于燒瓶中，分四次加入密度為1.22g/cm³的硫酸并做相關記錄．關數據記錄如下表：

加硫酸的序號	加入硫酸的體積/mL	剩余固體的質量/g
1	20.0	16.0
2	20.0	12.0
3	20.0	8.0
4	20.0	8.0

試計算：
（1）10.0g此樣品中銅的質量．
（2）樣品中氧化亞鐵的質量分數．
（3）所用硫酸溶液溶質的質量分數．

Answer 1

【答案】分析：（1）當氧化亞鐵全部參加反應后，剩余固體就是銅．
（2）由（1）可知氧化亞鐵的質量，然后計算氧化亞鐵的質量分數．
（3）先判斷哪一組反應恰好完全反應，然后寫出化學方程式并計算即可．
解答：解：（1）氧化亞鐵和硫酸生成硫酸亞鐵和水；銅不會和硫酸反應，所以全部參加反應后剩余固體就是銅．根據表格可知，銅的質量是8克，則樣品中銅的質量分數=×100%═40%．10克樣品中銅的質量=10×40%═4克．
（2）由（1）可知，樣品中銅的質量分數=40%，則樣品中氧化亞鐵的質量分數=1-40%=60%．
（3）比較表格中數據可以發現，每加入20mL硫酸，剩余固體的質量就減小4克，所以第三組實驗恰好完全反應．根據（1）計算可知，20.0g此樣品中氧化亞鐵的質量=20克-8克=12克，設12克氧化亞鐵參加反應所需硫酸的質量為X．
FeO+H₂SO₄═FeSO₄+H₂O
72     98
12克   X
=
得：X=16.33克
∵硫酸溶液的質量=60mL×1.22g/cm³=73.2克．
∴硫酸溶液中溶質的質量分數=×100%=22.3%．
答：10.0g此樣品中銅的質量為4克；樣品中氧化亞鐵的質量分數為60%；所用硫酸溶液溶質的質量分數為22.3%．
點評：掌握化學方程式的計算格式和規范性，本題的關鍵是知道銅不會參加反應；能夠判斷哪一組恰好完全反應．