Question

某同学为探究铜铁合金中铁的质量分数，先后进行了四次实验，实验数据如下：

	第一次	第二次	第三次	第四次
所取合金的质量/g	20	20	40	60
所加稀硫酸的质量/g	100	120	80	m
生成氢气的质量/g	0.4	0.4	0.4	n

根据该同学的实验，回答以下问题：

（1）上表第四次实验中合金里的铁恰好与稀硫酸完全反应，则其中m=_____, n=______。

（2）该铜铁合金中铁的质量分数是多少？

Answer

（1）240，1.2；（2）56%

【解析】从第一次和第二次的数据可知，20 g铜铁合金分别与100g和120g稀硫酸反应所产生的氢气都为0.4g，说明了20 g合金里的铁已完全反应，稀硫酸过量．而第三次40g铜铁合金与80 g稀硫酸反应所产生的氢气也为0.4g，说明了40g铜铁合金过量，稀硫酸已完全反应．所以上表三次实验中，合金里的铁恰好完全反应时，消耗稀硫酸溶液的质量是80g；

(1)由分析可知20g的合金恰好和80g的稀硫酸完全反应，生成0.4g的氢气，则60g的合金完全反应需要的稀硫酸质量为80g×=240g，生成的氢气质量为0.4g×=1.2g，即m=240，n=1.2；

(2)20g的铁铜合金和过量稀硫酸完全反应，生成0.4g的氢气，设合金中铁的质量为x，

Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑

56 2

x 0.4g

=，解得：x=11.2g，

则铜铁合金中铁的质量分数是×100%=56%。

点睛：从图表中获取正确信息是解题关键，从第一次和第二次的数据可知，20 g铜铁合金分别与100g和120g稀硫酸反应所产生的氢气都为0.4g，说明了20 g合金里的铁已完全反应，稀硫酸过量．而第三次40g铜铁合金与80 g稀硫酸反应所产生的氢气也为0.4g，说明了40g铜铁合金过量，稀硫酸已完全反应，由此得出结论：80g的稀硫酸和20g合金恰好完全反应生成0.4g氢气。