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	13.0

試求：（1）20.0g銅鐵合金中，銅的質量為

13

g．
（2）銅鐵合金中，鐵元素的質量分數．
（3）所取稀硫酸溶液中溶質的質量分數．

Answer 1

分析：由于稀硫酸只能和合金中的鐵反應，因此每加20克稀硫酸，固體減少多少，就說明消耗多少鐵，從圖中不難看出，20克稀硫酸最多消耗2.8克鐵，而當第三次加20克稀硫酸時固體只減少了1.4克，說明固體中已經沒有鐵了，鐵已全部參與化學反應．

解答：解：（1）從表格中不難看出20克稀硫酸最多消耗2.8克鐵，即2.8克鐵與20克稀硫酸恰好完全反應，而第三次加20克稀硫酸只消耗了1.4克鐵，說明鐵已全部參與反應，剩余的固體全部是銅．
（2）由于銅是13克，則合金中鐵的質量分數為：

20g-13g

20g

×100%═35%；
（3）由于只有前兩次的稀硫酸全部參與化學反應，因此求20克稀硫酸中的溶質，只能根據前兩次去計算．
設20g稀硫酸中含溶質質量為x
      Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
      56   98
20g-17.2g   x

56

98

=

20g-17.2g

x

x=

2.8g×98

56

=4.9g
其溶質質量分數=

4.9g

20g

×100%=24.5%
故答案為：（1）13g（2）銅鐵合金中，鐵元素的質量分數是35%（3）所取稀硫酸溶液中溶質的質量分數是24.5%

點評：本題要求學生會根據表中的數據進行分析，去偽存真，挖掘出有用的數據和知識點，并進而依據化學方程式進行計算的能力．