某同学为了测定某铜、铁混合物中铜的质量分数,先取相同质量的混合物分别置于三个烧杯中某同学为了测定某铜、铁混合物中铜的质量分数,先取相同质量的混合物分别置于三个等质量(100 g)的烧杯中,再分别加入稀硫酸充分反应,有关实验数据如下表：烧杯 1 2 3 混合物的质量/g 20 20 20 稀硫酸的质量/g 50 100 150 反应后烧杯及其中物质的质量/g 169.8 219.6 269.6 请计
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解:：(1)反应结束后烧杯2中产生的气体为 100g+100g+20g-219.6 =0.4g.
(2)根据题意可知,第一个烧杯内加入50克稀硫酸时生成氢气的质量为
50g+100g+20g-169.8g=0.2g
第三个烧杯中加入稀硫酸生成氢气的质量为150g+100g+2og-269.6g=0.4g,由此可得出第二次稀硫酸溶液中的硫酸完全反应,
设混合物中含铁粉的质量为X,硫酸溶液中含硫酸的质量为Y,反应生成的 FeSO4 的质量为Z
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
56 98 152 2
X Y Z 0.4g
56:2=X:0.4g X=11.2g
(2)混合物中铜的质量分数为11.2g/20g*100%=56%
98:2=Y:0.4g
Y=19.6g
152:2=Z:0.4g Z=30.4g
稀硫酸溶液的中硫酸的质量分数为19.6g/100g*100%=19.6%
(3)设150克稀硫酸溶液中再反应的铁粉的质量为X1,反应生成FeSO4的质量Y1,生成氢气的质量为Z
150克硫酸溶液中含没有反应硫酸的质量为(150g-100g)*19.6%=9.8g
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
56 98 152 2
X1 9.8g Y1 Z1
56:98=X1:9.8 X1=5.6g
98:152=9.8g:Y1 Y1=15.2g
98:2=9.8g:Z1 Z1=0.2g
所以烧杯3中生成硫酸亚铁的质量为30.4g+15.2g=45.6g
所得溶液的质量为11.2g+100g-0.4g+50g+5.6g-0.2g=166.2g
设需要向滤液中加入水的质量为W
所得的滤液配成溶质的质量分数为45.6g/(166.2+w)*100%=10%
解得W=289.8g
答:：(1)反应结束后烧杯2中产生的气体为0.4 g.
(2)混合物中铜的质量分数为 56%
(3)需要向滤液中加入289.8克水