Question

甲、乙、丙三位同學(xué)分別取鐵粉和銅粉的均勻混合物與某稀硫酸反應(yīng)，所得數(shù)據(jù)如下：

	甲	乙	丙
取用金屬混合物的質(zhì)量（g）	10	10	20
取用稀硫酸的質(zhì)量（g）	100	120	100
反應(yīng)后過濾得到干燥固體的質(zhì)量（g）	2	2	12

計算：（1）金屬混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

 

．
（2）該稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

 

．
[問題拓展]若將甲、乙、丙三位同學(xué)所取的物質(zhì)放入到一只大燒杯中，反應(yīng)完全后過濾得到干燥固體的質(zhì)量

 

g．（不要求寫計算過程）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)金屬的活動性關(guān)系鐵＞氫＞銅，鐵能與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵同時放出氫氣而銅不能與稀硫酸反應(yīng)，因此，當(dāng)把金屬混合物放入足量稀硫酸中充分反應(yīng)時，剩余固體為銅，而金屬混合物中鐵的質(zhì)量為混合物質(zhì)量與銅質(zhì)量差；
（2）根據(jù)稀硫酸完全反應(yīng)時消耗金屬鐵的質(zhì)量計算所加稀硫酸中硫酸的質(zhì)量，利用稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

硫酸的質(zhì)量

稀硫酸的質(zhì)量

×100%，由稀硫酸完全反應(yīng)時，計算所用稀硫酸中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，實驗甲與實驗乙對比，等質(zhì)量的金屬混合物分別與100g、120g稀硫酸反應(yīng)，剩余固體質(zhì)量都是2g，據(jù)此可判斷實驗乙混合物中鐵已完全反應(yīng)，則剩余固體為銅；實驗甲與實驗丙對比，等質(zhì)量的稀硫酸分別與10g、20g金屬混合物充分反應(yīng)，固體質(zhì)量減少量相同，據(jù)此可判斷實驗丙中稀硫酸已完全反應(yīng)；綜合以上分析，實驗甲恰好完全反應(yīng)，實驗乙鐵完全反應(yīng)，實驗丙稀硫酸完全反應(yīng)；三次實驗后的物質(zhì)混合，實驗乙中未反應(yīng)完的稀硫酸會繼續(xù)反應(yīng)；因此反應(yīng)完全后過濾得到干燥固體的質(zhì)量=三次實驗中所剩余固體質(zhì)量和-混合后剩余硫酸反應(yīng)掉的金屬質(zhì)量．

解答：解：（1）比較甲乙兩位同學(xué)所用的藥品的質(zhì)量，金屬質(zhì)量相同，乙同學(xué)所用酸多，但剩余的金屬相同，那么剩余的就是金屬銅，則金屬混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

10g-2g

10g

×100%=80%
答：金屬混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%；
（2）通過分析已知甲同學(xué)的實驗恰好完全反應(yīng)，故由鐵的質(zhì)量可計算參加反應(yīng)的硫酸的質(zhì)量；
設(shè)參加反應(yīng)稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量為x
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56  98
8g   x

56

8g

=

98

x

 x=14g
該稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

14g

100g

×100%=14%
答：該稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%；
（3）設(shè)實驗乙所剩余20g稀硫酸消耗鐵的質(zhì)量為y
Fe～H₂SO₄
56   98
y    20g×14%

56

y

=

98

20g×14%

 y=1.6g
反應(yīng)完全后過濾得到干燥固體的質(zhì)量=2g+2g+12g-1.6g=14.4g  故答案為：14.4．

點評：此題難度較大，要對比三次實驗中物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系，判斷金屬與稀硫酸的反應(yīng)情況，利用完全反應(yīng)時的質(zhì)量關(guān)系進行計算．