Question

某課外活動小組為了測定銅鐵合金中鐵的質量分數，現取銅鐵合金樣品20.0g，將80.0g稀硫酸平均分成4份，分4次逐漸加入到樣品中，每次充分反應后測得剩余固體質量 見下表：

次 數	1	2	3	4
加入稀硫酸質量／g	20.0	20.0	20.0	20.0
剩余固體質量／g	17.2	14.4	13.0	X

（1）試確定：X的值為           ；銅鐵合金中鐵的質量分數為              ；
（2）求稀硫酸中溶質質量分數為多少？（答案保留0.1%，寫出解題過程）

Answer 1

13.0    35%         24.5%

試題分析：由于稀硫酸只能和合金中的鐵反應，因此每加入20克稀硫酸后，固體的減少量，即為消耗的鐵的質量，從圖中不難看出，每20克稀硫酸最多消耗2.8克鐵，而當第三次加入20克稀硫酸時固體卻只減少了1.4克，說明固體中的鐵已完全反應，剩余的13克固體均為銅。
（1）第四次再加入20克稀硫酸，由于銅不反應，故剩余質量不變，仍為13克。
則銅鐵合金中鐵的質量分數= ×100%═35%；
（2）由于只有前兩次的稀硫酸是完全反應，因此要求稀硫酸中溶質質量分數，只能根據前兩次的量計算。
設20g稀硫酸中含溶質質量為x
Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂↑
56   98
2.8g   x
56：98 ="2.8g" ：x
解得x=4.9g
則稀硫酸中溶質質量分數=×100%=24.5%
答：稀硫酸中溶質質量分數為24.5%。
點評：此題是關于化學方程式及溶質質量分數的計算題，主要是利用圖表及反應方程式來分析和解決化學計算中的有關問題，要求學生有較強的數據分析能力；解題的關鍵是要明確第幾次加入稀硫酸后鐵已完全反應，然后根據相關的化學反應方程式，并依據已知量對未知的應求量進行求解計算即可，注意解題要規范。