Question

【題目】某課外興趣小組為探究鐵合金中鐵的質量分數，先后進行了四次實驗（雜質不與稀硫酸反應，也不溶于水），實驗數據如下表：

	第一次	第二次	第三次	第四次
所取合金的質量/g	10	10	20	30
所加稀硫酸的質量/g	100	120	80	X
反應后燒杯內的剩余物/g	109.8	129.8	99.8	Y

請你認真分析數據，回答下列問題：

（1）上表第四次實驗中合金里的鐵恰好與稀硫酸完全反應，則其中X=　 g，Y= 　g

（2）該鐵合金中鐵的質量分數是多少？

（3）計算第四次實驗反應后溶液中溶質的質量分數？（結果保留至0.1%）。

（2、3小題寫出計算步驟。）

Answer 1

【答案】（1）240；269.4；（2）56%；（3）17.8%

【解析】（1）由表格數據，對比第一次和第二次實驗當增加稀硫酸的質量后，生成的氫氣不變，說明10g合金已經完全反應；再對比第一次和第三次實驗數據，當加入的金屬的質量增加，稀硫酸的質量減少，生成氫氣的質量仍為0.2g，說明第三次實驗中的稀硫酸完全反應。綜合考慮可知10g合金和80g稀硫酸恰好完全反應，生成氫氣0.2g。當加入的合金的質量是30g時，需要稀硫酸的質量應為240g，生成氫氣的質量為0.6g，即Y=30g+240g-0.6g= 269.4g；（2）利用化學方程式，根據氫氣和鐵的質量比即可計算出合金中鐵的質量。

設合金中鐵的質量為x；

Fe+ H2SO4 == FeSO4 + H2↑

56 2

X 0.2g

x=5.6g

該鐵合金中鐵的質量分數= 56%

（3）設第四次實驗反應生成的硫酸亞鐵的質量為y；

Fe+ H2SO4 == FeSO4 + H2↑

152 2

y 0.6g

y=45.6g

反應后溶液的質量=30g 56%+240g-0.6g=256.2g

溶液中溶質的質量分數= 17.8%

答：該鐵合金中鐵的質量分數是56%；第四次實驗反應后溶液中溶質的質量分數17.8%。