问题 问答题

某同学为探究铜铁合金中铁的质量分数,取该合金与稀硫酸反应,先后进行了三次实验,实验数据见下表:

实验次数

项目

第一次第二次第三次
所取合金的质量/g202040
所加稀硫酸的质量/g10012080
生成氢气的质量/g0.40.40.4
根据该同学的实验,试回答以下问题:

(1)上表三次实验中,合金里的铁恰好完全反应时,消耗稀硫酸溶液的质量是______ g.

(2)该铜铁合金中铁的质量分数是多少?

(3)求第三次实验所得溶液中硫酸亚铁的质量分数.(精确至0.1%)

答案

(1)第一次和第二次两个实验所加合金质量相同,而所加稀硫酸的质量不同,但最后产生氢气的质量相同,说明第一次和第二次两个实验中合金均反应完,第二次实验中的酸一定过量;第三次实验与前两次实验相比,合金质量加倍,而稀硫酸的质量减少,但产生氢气质量不变,所以20g合金反应完需要消耗稀硫酸80g;

(2)设合金中铁的质量分数为x

Fe+H2SO4=FeSO4+H2

56             2

20x           0.4

56
2
=
20x
0.4

解得:x=56%

(3)设生成FeSO4的质量为y

Fe+H2SO4=FeSO4+H2

56       152

20×56%   y

56
152
=
20×56%
y

解得y=30.4g

所得FeSO4溶液的质量=20×56%+80-0.4=90.8g

所以第三次实验所得溶液溶质质量分数为

30.4g
90.8g
100%=33.5%

故答案为:(1)80;(2)该铜铁合金中铁的质量分数是65%;(3)求第三次实验所得溶液中硫酸亚铁的质量分数33.5%;

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