Question

现有一种铜和氧化亚铁的混合物样品．为测定该样品中氧化亚铁的含量，某学生取20.0g此样品置于烧瓶中，分四次加入密度为1.22g/cm³的硫酸并做相关记录．关数据记录如下表：

加硫酸的序号	加入硫酸的体积/mL	剩余固体的质量/g
1	20.0	16.0
2	20.0	12.0
3	20.0	8.0
4	20.0	8.0

试计算：
（1）10.0g此样品中铜的质量．
（2）样品中氧化亚铁的质量分数．
（3）所用硫酸溶液溶质的质量分数．

Answer 1

【答案】分析：（1）当氧化亚铁全部参加反应后，剩余固体就是铜．
（2）由（1）可知氧化亚铁的质量，然后计算氧化亚铁的质量分数．
（3）先判断哪一组反应恰好完全反应，然后写出化学方程式并计算即可．
解答：解：（1）氧化亚铁和硫酸生成硫酸亚铁和水；铜不会和硫酸反应，所以全部参加反应后剩余固体就是铜．根据表格可知，铜的质量是8克，则样品中铜的质量分数=×100%═40%．10克样品中铜的质量=10×40%═4克．
（2）由（1）可知，样品中铜的质量分数=40%，则样品中氧化亚铁的质量分数=1-40%=60%．
（3）比较表格中数据可以发现，每加入20mL硫酸，剩余固体的质量就减小4克，所以第三组实验恰好完全反应．根据（1）计算可知，20.0g此样品中氧化亚铁的质量=20克-8克=12克，设12克氧化亚铁参加反应所需硫酸的质量为X．
FeO+H₂SO₄═FeSO₄+H₂O
72     98
12克   X
=
得：X=16.33克
∵硫酸溶液的质量=60mL×1.22g/cm³=73.2克．
∴硫酸溶液中溶质的质量分数=×100%=22.3%．
答：10.0g此样品中铜的质量为4克；样品中氧化亚铁的质量分数为60%；所用硫酸溶液溶质的质量分数为22.3%．
点评：掌握化学方程式的计算格式和规范性，本题的关键是知道铜不会参加反应；能够判断哪一组恰好完全反应．