(2005?汕頭)某同學為探究鐵合金中鐵的質(zhì)量分數(shù),先后進行了三次實驗,實驗數(shù)據(jù)如下表:
實驗次數(shù)
項目
第一次第二次第三次
所取合金的質(zhì)量/g202040
所加稀硫酸的質(zhì)量/g10012080
生成氫氣的質(zhì)量/g0.40.40.4
根據(jù)該同學的實驗,試回答以下問題:
(1)上表三次實驗中,合金里的鐵恰好完全反應時,消耗稀硫酸溶液的質(zhì)量是______g.
(2)該銅鐵合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)是多少?______;
(3)第三次實驗所得溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為______(結果保留至0.1%).
【答案】分析:(1)先對比分析第一次和第二次的實驗數(shù)據(jù),可以分析出要產(chǎn)生0.4g的氫氣需要合金20g,所以在第三次試驗中產(chǎn)生的0.4g氫氣是20g合金與80g酸生成的;
(2)假設合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)為x,則20g合金中鐵的質(zhì)量為20x,再根據(jù)鐵與稀硫酸反應的方程式進行相關計算即可;
(3)第三次實驗中的溶質(zhì)是FeSO4,F(xiàn)eSO4的質(zhì)量可以根據(jù)(2)中的計算結果求出,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.
解答:解:(1)第一次和第二次兩個實驗所加合金質(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,說明第一次和第二次兩個實驗中合金均反應完,第二次實驗中的酸一定過量;
第三次實驗與前兩次實驗相比,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合金反應完需要消耗稀硫酸80g;
故答案為:80g;
(2)設合金中鐵的質(zhì)量分數(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
所以第三次實驗所得溶液溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為100%=33.5%
故答案為:33.5%
點評:雖然溶液的質(zhì)量=溶劑的質(zhì)量+溶質(zhì)的質(zhì)量,但有時用這種方法計算溶液的質(zhì)量會很復雜,這時采用整體法去計算溶液的質(zhì)量會比較簡單.
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