有一份铁粉与铜粉混合物的样品,为了解其组成,某同学进行了如下实验,所得数据如下:实验 第一次 第二次 第三次取用金属混合物的质量/g 20 20 40取用稀硫酸的质量/g 200 250 200金属混合物与稀硫酸反应生成氢气的质量/g 0.4 0.4 0.4试计算:(1)金属混合物中铁的质量分数.(2)该稀硫酸中溶质质量分数.

问题描述:

有一份铁粉与铜粉混合物的样品,为了解其组成,某同学进行了如下实验,所得数据如下:

实验 第一次 第二次 第三次
取用金属混合物的质量/g 20 20 40
取用稀硫酸的质量/g 200 250 200
金属混合物与稀硫酸反应
生成氢气的质量/g
0.4 0.4 0.4
试计算:
(1)金属混合物中铁的质量分数.
(2)该稀硫酸中溶质质量分数.

设生成0.4g氢气需要铁的质量为x,硫酸的质量为y
Fe+H2SO4=FeSO4+H2
56  98         2
x   y         0.4g

56
x
2
04.g

x=11.2g
98
y
2
0.4g

y=19.6g
金属混合物中铁的质量分数=
11.2g
20g
×100%
=56%
稀硫酸中溶质质量分数=
19.6g
200g
×100%
=9.8%
答:(1)金属混合物中铁的质量分数为56%;(2)该稀硫酸中溶质质量分数为9.8%.
答案解析:由金属的活动性可知,铜不与稀硫酸发生反应,而铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁同时放出氢气;
对比第一次、第二次的实验数据,在增加了稀硫酸的量后,产生氢气的质量不变,说明金属已完全反应,因此可得出反应生成0.4g氢气时需要金属混合物20g;
对比第一次与第三次实验数据,所用稀硫酸量相同时,增加金属混合物的量后,放出氢气的质量仍为0.4g,说明产生0.4g氢气时200g稀硫酸完全反应;因此可得出生成0.4g氢气时需要消耗200g稀硫酸;
根据生成的0.4g氢气计算出20g金属混合物中的铁的质量和200g稀硫酸中硫酸的质量,即可解决问题.
考试点:根据化学反应方程式的计算;有关溶质质量分数的简单计算.
知识点:计算混合物中某成分的质量分数,一定要选取该成分完全反应时的实验数据进行计算,以保证计算所得为该成分的全部质量.