Question

某同学为探究铁合金中铁的质量分数，先后进行了三次实验，实验数据如下表：实验次数项目第一次第二次第三

某同学为探究铁合金中铁的质量分数，先后进行了三次实验，实验数据如下表：实验次数项目第一次第二次第三次所取合金的质量/g202040所加稀硫酸的质量/g10012080生成氢气的质量/g0.40.40.4根据该同学的实验，试回答以下问题：（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______g．（2）该铜铁合金中铁的质量分数是多少？（3）第三次实验所得溶液溶质质量分数为______．

Answer 1

（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；
（2）设合金中铁的质量分数为x，
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56              2
20gx            0.4g

56

20gx

＝

2

0.4g

解得：x=56%
（3）设生成FeSO₄的质量为y，
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56        152
20g×56%    y

56

20g×56%

＝

152

y

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

30.4g

90.8g

×100%=33.5%
故答案为：
（1）80
（2）该铜铁合金中铁的质量分数是
（3）33.5%