Question

【题目】某课外兴趣小组为探究铁合金中铁的质量分数，先后进行了四次实验（杂质不与稀硫酸反应，也不溶于水），实验数据如下表：

	第一次	第二次	第三次	第四次
所取合金的质量/g	10	10	20	30
所加稀硫酸的质量/g	100	120	80	X
反应后烧杯内的剩余物/g	109.8	129.8	99.8	Y

请你认真分析数据，回答下列问题：

（1）上表第四次实验中合金里的铁恰好与稀硫酸完全反应，则其中X=　 g，Y= 　g

（2）该铁合金中铁的质量分数是多少？

（3）计算第四次实验反应后溶液中溶质的质量分数？（结果保留至0.1%）。

（2、3小题写出计算步骤。）

Answer 1

【答案】（1）240；269.4；（2）56%；（3）17.8%

【解析】（1）由表格数据，对比第一次和第二次实验当增加稀硫酸的质量后，生成的氢气不变，说明10g合金已经完全反应；再对比第一次和第三次实验数据，当加入的金属的质量增加，稀硫酸的质量减少，生成氢气的质量仍为0.2g，说明第三次实验中的稀硫酸完全反应。综合考虑可知10g合金和80g稀硫酸恰好完全反应，生成氢气0.2g。当加入的合金的质量是30g时，需要稀硫酸的质量应为240g，生成氢气的质量为0.6g，即Y=30g+240g-0.6g= 269.4g；（2）利用化学方程式，根据氢气和铁的质量比即可计算出合金中铁的质量。

设合金中铁的质量为x；

Fe+ H2SO4 == FeSO4 + H2↑

56 2

X 0.2g

x=5.6g

该铁合金中铁的质量分数= 56%

（3）设第四次实验反应生成的硫酸亚铁的质量为y；

Fe+ H2SO4 == FeSO4 + H2↑

152 2

y 0.6g

y=45.6g

反应后溶液的质量=30g 56%+240g-0.6g=256.2g

溶液中溶质的质量分数= 17.8%

答：该铁合金中铁的质量分数是56%；第四次实验反应后溶液中溶质的质量分数17.8%。