Question

（2011?河池）某同學為了測定某銅鐵混合物中銅的質量分數(shù)，先取相同質量的混合物分別置于三個等質量（100g）的燒杯中，再分別加入稀硫酸充分反應，有關實驗數(shù)據(jù)如下：

	第1杯	第2杯	第3杯
混和物質量	20g	20g	20g
稀硫酸質量	50g	100g	150g
反應后燒杯及其中物質質量	169.8g	219.6g	269.6g

請計算：（1）反應結束后第二個燒杯中產生的氣體是

0.4

克．
（2）混合物中銅的質量分數(shù)為多少？
（3）向實驗后的第三杯溶液中加入足量的鐵粉，完全反應后過濾，將所得的濾液配成10%的FeSO₄溶液，需要向濾液中加入多少克水？（假設實驗過程中溶液損失忽略不計）

Answer 1

分析：（1）依據(jù)質量守恒定律可以計算出反應生成的氫氣質量；
（2）分析表中數(shù)據(jù)，可知第3杯中金屬鋅已完全反應，根據(jù)反應前后質量差求得放出氫氣質量，根據(jù)反應的化學方程式，由氫氣質量求出混合物中鋅的質量，即可求得混合物中銅的質量而計算出混合物中銅的質量分數(shù)；
（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，第1杯中所加入的稀硫酸完全反應，由反應放出氫氣質量計算所加稀硫酸中硫酸的質量，即可計算出所用稀硫酸的質量分數(shù)，即可依據(jù)反應方程式可以求出第三個反應加鐵后生成的硫酸鋅的質量，據(jù)此分析解答．

解答：解：（1）依據(jù)質量守恒定律可知反應結束后第二個燒杯中產生的氣體是100g+100g+20g-219.6g=0.4g；
（2）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知：第3杯反應產生的氫氣質量為：20g+150g+100g-269.6g=0.4g
設混合物中鐵的質量為x
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56             2
x             0.4g

56

x

=

2

0.4g

x=11.2g
混合物中銅的質量分數(shù)=

20g-11.2g

20g

×100%=44%
（3）由數(shù)據(jù)分析可知第三次實驗多余50g稀硫酸，故如果加鐵則由（2）的計算可知需加鐵的質量是5.6g，則反應的鐵的質量為5.6g+11.2g=16.8g
設生成的硫酸亞鐵的質量是y，氫氣的質量是z
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56       152   2
16.8g     y    z

56

16.8g

=

152

y

=

2

z

y=45.6g  z=0.6g
故反應后所得的溶液的質量是16.8g+150g-0.6g=166.2g
設配置成10%的硫酸亞鐵需要加水的質量是w

45.6g

166.2g+w

×100%=10%
w=289.8g
故答案為：（1）0.4g；（2）混合物中銅的質量分數(shù)為44%；（3），需要向濾液中加入289.8g；

點評：根據(jù)質量守恒定律，由表中實驗數(shù)據(jù)分析求得反應放出氫氣的質量，體現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)的分析能力及解決問題的能力．