Question

现有铜与铁的混合物粉末现欲测定其组成．取该混合物粉末10.0g放入烧杯中，将140.0g稀硫酸分四次加入该烧杯中，充分反应后，测得剩余固体质量数据记录如下：

次数	1	2	3	4
加入稀硫酸的质量/g	35．O	35.0	35．O	35．O
剩余固体的质量/g	7.2	4.4	1.6	1.6

通过计算（写出计算过程），求：
（1）混合粉末中铜粉的质量为________g
（2）求所用稀硫酸的溶质的质量分数．（写出计算过程）
（3）第三次加完稀硫酸反应后所得溶液中溶质的质量分数为________（不要求写出计算过程）

Answer 1

解：（1）由表格分析可知，前三次每加入35.0g硫酸，剩余固体的质量减少2.8g，但是第四次加入35g硫酸，剩余固体的质量不再减少，说明铁已经全部参加反应，剩余固体是铜，故混合物中铜粉的质量为1.6g．故答案为：1.6．
（2）根据题意，前3次加入的稀硫酸与混合物粉末中的铁粉恰好完全反应，混合物粉末中的铁粉的质量为10.0g-1.6g=8.4g，
设所用稀硫酸的溶质的质量为x，第三次加完稀硫酸反应后所得溶液中溶质的质量为y，生成氢气的质量为z，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56 98 152 2
8.4g x y z
x=14.7g
所用稀硫酸的溶质的质量分数为：100%=14%．
答：所用稀硫酸的溶质的质量分数为14%．
（3） y=22.8g
z=0.3g
×100%=20.2%．
故答案为：20.2%．
分析：由表格分析可知，前三次每加入35.0g硫酸，剩余固体的质量减少2.8g，但是第四次加入35g硫酸，剩余固体的质量不再减少，说明铁已经全部参加反应（第3次加入的稀硫酸与混合物粉末中的铁恰好完全反应），剩余固体是铜；据此计算根据反应的化学方程式、溶质的质量分数进行分析计算即可．
点评：本题难度较大，主要考查学生根据图表数据、化学方程式与溶质质量分数综合应用解答问题的能力，利用每次加入稀硫酸前后固体质量差即反应消耗金属的质量关系判断加入稀硫酸的反应情况是正确解答本题的关键．