Question

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）金屬混合物中Cu的質量分數
（2）計算丙同學所得溶液中溶質的質量分數（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，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，而金屬混合物中鐵的質量為混合物質量與銅質量差．
（2）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，則丙同學實驗剩余的13g固體中含鐵7g，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：（1）比較甲、乙兩組數據可以知道，取10g混合物，分別與100g硫酸和120g硫酸反應都剩余2g固體，說明混合物中的鐵全部參加反應，可以判斷10g混合物中含有銅的質量為4g，含鐵的質量為6g，所以混合物中鐵的質量分數為

4g

10g

×100%=40%．
（2）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

152

=

7g

x

     x=19g

56

2

=

7g

y

      y=0.25g

19g

20g+100g-13g-0.25g

×100%≈17.8%．
故答案為：（1）金屬混合物中Cu的質量分數為40%；（2）丙同學所得溶液中溶質的質量分數為17.8%．

點評：本題難度不大，掌握根據化學方程式的計算即可正確解答本題，細致地分析題意（或圖表信息）等各種信息，從多組數據中篩選出對解題有幫助的數據是解這類題的關鍵．