Question

有铁粉和铜粉的均匀混合物，甲、乙、丙三位同学分别取该混合物与稀硫酸反应，所得数据如下表所示：

	甲	乙	丙
取用金属混合物的质量/g	10	10	20
取用稀硫酸的质量/g	100	120	100
反应后过滤，得干燥固体的质量/g	4	4	13

请分析数据，回答下列问题：
（1）甲所得溶液中含有溶质的是______．
（2）根据实验数据分析，若取用金属混合物15g，加入到120g稀硫酸中，充分反应后最终得到固体质量为______．
（3）计算丙同学所得溶液中溶质的质量分数．（写出计算过程，计算结果精确到0.1%）

Answer 1

【答案】分析：（1）根据金属的活动性关系铁＞氢＞铜，铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁同时放出氢气而铜不能与稀硫酸反应，因此，当把金属混合物放入足量稀硫酸中充分反应时，剩余固体为铜，甲和乙作比较可以看出增加酸的质量固体质量不再减少，甲中铁已完全反应；甲和丙作比较可以看出增加混合物的质量固体质量减少量增加，说明甲中酸过量；甲所得溶液中含有溶质硫酸
（2）10g混合物中含有10g-4g=6g铁，故15g混合物中含有9g铁，100g稀硫酸完全反应能反应掉20g-13g=7g铁，故120g稀硫酸能反应8.4g铁
（3）由甲、乙两同学实验数据对比知，：10g金属混合物中铁已完全反应，剩余4g固体为铜，由此推知20g金属混合物中含铜8g．由于丙同学实验剩余的13g固体中含铁5g，故丙同学实验中硫酸已完全反应，且参加反应的铁为7g．
解答：解：用甲和丙作比较，甲中100g硫酸反应6g铁，丙中100g却反应了7g铁． 所以说明硫酸剩余，故甲所得溶液中含有溶质是反应生成的硫酸亚铁和过量的硫酸；故答案为：H₂SO₄、FeSO₄ 
（2）10g混合物中含有10g-4g=6g铁，故15g混合物中含有9g铁，100g稀硫酸完全反应能反应掉20g-13g=7g铁，故120g稀硫酸能反应8.4g铁，取用金属混合物15g，加入到120g稀硫酸中，充分反应后最终得到固体质量为：15g-8.4g=6.6g
故答案为：6.6g 
（3）设生成硫酸亚铁的质量为x，生成氢气的质量为y
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56       152   2
7g       x     y
                               
 x=19g   
 y=0.25 g
反应后溶液质量为：20g-13g+100g-0.25g=106.75 g            
反应后溶液中硫酸亚铁的质量分数为：×100%=17.8%
答：丙同学所得溶液中硫酸亚铁的质量分数为17.8%
点评：此题难度较大，要对比三次实验中物质的质量关系，判断金属与稀硫酸的反应情况，利用完全反应时的质量关系进行计算．