Question

某同学为探究铁合金中铁的质量分数,先后进行了三次试验

http://www.jyeoo.com/chemistry/ques/detail/e3e7de48-7168-4eed-9933-c9e1ab81afe6 为什么（1）上表三次实验中，合金里的铁恰好完全反应时，消耗稀硫酸溶液的质量是 80g，（2）该铜铁合金中铁的质量分数是多少？ 56％（计算时是11.2g÷20g而不是÷40g

Answer 1

解：（1）第一次和第二次两个实验所加合金质量相同，而所加稀硫酸的质量不同，但最后产生氢气的质量相同，说明第一次和第二次两个实验中合金均反应完，第二次实验中的酸一定过量；
第三次实验与前两次实验相比，合金质量加倍，而稀硫酸的质量减少，但产生氢气质量不变，所以20g合金反应完需要消耗稀硫酸80g；
故答案为：80g；
（2）设合金中铁的质量分数为x，
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
56 2
20x 0.4
可得：562=20x0.4
解得：x=56%
故答案为：56%；
（3）设生成FeSO4的质量为y，
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
56 152
20×56% y
可得：56152=20×0.56y
解得y=30.4g
所得FeSO4溶液的质量=20×56%+80-0.4=90.8g
所以第三次实验所得溶液溶质质量分数为30.490.8×100%=33.5%
故答案为：33.5%

追问

我没问第三问啊，我也没问前两问，看清问题好吗，只是要解释一下

追答

（1）先对比分析第一次和第二次的实验数据，可以分析出要产生0.4g的氢气需要合金20g，所以在第三次试验中产生的0.4g氢气是20g合金与80g酸生成的；
（2）假设合金中铁的质量分数为x，则20g合金中铁的质量为20x，再根据铁与稀硫酸反应的方程式进行相关计算即可

追问

　　"所以在第三次试验中产生的0.4g氢气是20g合金与80g酸生成的",但第三次有40g合金，所以合金只反应了二分之一的Fe，并未刚反应完。那么为何第一问是80g（即第三次试验中的酸的质量）？

追答

第三次有40g合金，所以合金只反应了二分之一的Fe，并未刚反应完。
但是是上表三次实验中，合金里的铁恰好完全反应时，消耗稀硫酸溶液的质量
在第一个表格中合金反应完了，稀硫酸有剩余
所以20克合金最多生成0.4克氢
而第三次有40g合金，稀硫酸反应完了，也生成0.4克氢
所以稀硫酸为80克

追问

但题目问的是“合金里的铁恰好完全反应时"消耗的硫酸质量啊，既然3中的Fe没反应完，那么消耗酸的质量就不是三中的啊？ 十分感谢回答了这么多，还有不会的就在回复中问喽~~

追答

是的

Answer 2

(1) 三次均生成相同量的氢气，而第二次比第一次所用硫酸多，说明第一次铁就已经完全反应。而第三次实验铁更多，硫酸更少，说明此时硫酸完全反应（否则应生成更多氢气）。

(2) 第三次实验中, 铁没完全反应.

追问

“(2) 第三次实验中, 铁没完全反应",那么（1）合金里的铁恰好完全反应时… 答案为何是80g?

追答

第三次实验中, 铁没完全反应, 硫酸肯定完全反应了(否则会声称更多氢气, >0.4g)

追问

铁没完全反应，所以第一问……铁恰好完全反应时，消耗稀硫酸溶液的质量就不是是 80g

追答

将第一和第三个实验结合起来。因为三次生成相同量的氢气，三次实验中，参加反应的铁一样多，所以第三个实验中铁过量，盐酸完全反应，即第一问答案是80 g; 不能用第一次实验中酸的数字，因为此时酸没有完全反应。

追问

本来就没用第一次中酸的数字啊

追答

那么为什么问"铁恰好完全反应时，消耗稀硫酸溶液的质量就不是是 80g"?