Question

2．有鐵粉和銅粉的均勻混合物，甲、乙、丙三位同學(xué)分別取該混合物與稀硫酸反應(yīng)，所得數(shù)據(jù)如表所示：

	甲	乙	丙
金屬混合物的質(zhì)量	10	10	20
稀硫酸的質(zhì)量/g	100	120	100
剩余固體質(zhì)量/g	4	4	13

請(qǐng)分析數(shù)據(jù)，回答下列問題：
（1）甲同學(xué)所得溶液中含有的溶質(zhì)是H₂SO₄、FeSO₄（填化學(xué)式 ）．
（2）金屬混合物中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是40%．
（3）計(jì)算丙同學(xué)所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)17.8%．（計(jì)算結(jié)果精確到0.1%）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)金屬的活動(dòng)性關(guān)系鐵＞氫＞銅，鐵能與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵同時(shí)放出氫氣，而銅不能與稀硫酸反應(yīng)，當(dāng)把金屬混合物放入足量稀硫酸中充分反應(yīng)時(shí)，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．由丙可知100g硫酸能與7g鐵粉反應(yīng)，所以甲中只與6g鐵反應(yīng)，說明硫酸過量，所以反應(yīng)后溶質(zhì)是硫酸亞鐵和硫酸；
（2）根據(jù)剩余固體質(zhì)量為銅的質(zhì)量，再計(jì)算銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）由甲、乙兩同學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比知，10g金屬混合物中鐵已完全反應(yīng)，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(xué)實(shí)驗(yàn)剩余的13g固體中含鐵7g，故丙同學(xué)實(shí)驗(yàn)中硫酸已完全反應(yīng)，且參加反應(yīng)的鐵為7g．

解答 解：（1）根據(jù)金屬的活動(dòng)性關(guān)系鐵＞氫＞銅，鐵能與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵同時(shí)放出氫氣，而銅不能與稀硫酸反應(yīng)，當(dāng)把金屬混合物放入足量稀硫酸中充分反應(yīng)時(shí)，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．由丙可知100g硫酸能與7g鐵粉反應(yīng)，所以甲中只與6g鐵反應(yīng)，說明硫酸過量，所以反應(yīng)后溶質(zhì)是硫酸亞鐵和硫酸化學(xué)式是：H₂SO₄、FeSO₄；
（2）金屬混合物的質(zhì)量位10g，剩余固體質(zhì)量為4g，則為銅的質(zhì)量，則金屬混合物中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是$\frac{4g}{10g}×100%$=40%．
（3）解：參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為：20g-13g=7g．    
設(shè)生成硫酸亞鐵的質(zhì)量為x，生成氫氣的質(zhì)量為y．
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56              152       2
7g                x       y
根據(jù)：$\frac{56}{152}=\frac{7g}{x}$，解得  x=19g，根據(jù)：$\frac{56}{2}=\frac{7g}{y}$，解得 y=0.25g．
所以反應(yīng)后溶液質(zhì)量為：20g-13g+100g-0.25g=106.75 g
反應(yīng)后溶液中硫酸亞鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{19g}{106.75g}$×100%≈17.8%．
答：丙同學(xué)所得溶液中硫酸亞鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17.8%
故答案為：
（1）H₂SO₄、FeSO₄；（2）40%；（3）17.8%．

點(diǎn)評(píng) 本題難度不大，掌握根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算即可正確解答本題，細(xì)致地分析題意（或圖表信息）等各種信息，從多組數(shù)據(jù)中篩選出對(duì)解題有幫助的數(shù)據(jù)是解這類題的關(guān)鍵．