Question

（2012?攀枝花）有鐵粉和銅粉的均勻混合物，甲、乙、丙三位同學分別取該混合物與稀硫酸反應，所得數據如下表所示：

	甲	乙	丙
取用金屬混合物的質量/g	10	10	20
取用稀硫酸的質量/g	100	120	100
反應后過濾，得干燥固體的質量/g	4	4	13

請分析數據，回答下列問題：
（1）甲所得溶液中含有溶質的是

H₂SO₄、FeSO₄

．
（2）根據實驗數據分析，若取用金屬混合物15g，加入到120g稀硫酸中，充分反應后最終得到固體質量為

6.6g

．
（3）計算丙同學所得溶液中溶質的質量分數．（寫出計算過程，計算結果精確到0.1%）

Answer 1

分析：（1）根據金屬的活動性關系鐵＞氫＞銅，鐵能與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵同時放出氫氣而銅不能與稀硫酸反應，因此，當把金屬混合物放入足量稀硫酸中充分反應時，剩余固體為銅，甲和乙作比較可以看出增加酸的質量固體質量不再減少，甲中鐵已完全反應；甲和丙作比較可以看出增加混合物的質量固體質量減少量增加，說明甲中酸過量；甲所得溶液中含有溶質硫酸
（2）10g混合物中含有10g-4g=6g鐵，故15g混合物中含有9g鐵，100g稀硫酸完全反應能反應掉20g-13g=7g鐵，故120g稀硫酸能反應8.4g鐵
（3）由甲、乙兩同學實驗數據對比知，：10g金屬混合物中鐵已完全反應，剩余4g固體為銅，由此推知20g金屬混合物中含銅8g．由于丙同學實驗剩余的13g固體中含鐵5g，故丙同學實驗中硫酸已完全反應，且參加反應的鐵為7g．

解答：解：用甲和丙作比較，甲中100g硫酸反應6g鐵，丙中100g卻反應了7g鐵． 所以說明硫酸剩余，故甲所得溶液中含有溶質是反應生成的硫酸亞鐵和過量的硫酸；故答案為：H₂SO₄、FeSO₄ 
（2）10g混合物中含有10g-4g=6g鐵，故15g混合物中含有9g鐵，100g稀硫酸完全反應能反應掉20g-13g=7g鐵，故120g稀硫酸能反應8.4g鐵，取用金屬混合物15g，加入到120g稀硫酸中，充分反應后最終得到固體質量為：15g-8.4g=6.6g
故答案為：6.6g 
（3）設生成硫酸亞鐵的質量為x，生成氫氣的質量為y
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56       152   2
7g       x     y

56

7g

=

152

x

=

2

y

                               
 x=19g   
 y=0.25 g
反應后溶液質量為：20g-13g+100g-0.25g=106.75 g            
反應后溶液中硫酸亞鐵的質量分數為：

19g

106.75g

×100%=17.8%
答：丙同學所得溶液中硫酸亞鐵的質量分數為17.8%

點評：此題難度較大，要對比三次實驗中物質的質量關系，判斷金屬與稀硫酸的反應情況，利用完全反應時的質量關系進行計算．