现有一种铜，氧化铁和炭的粉末状混合物，为测定该混合物中氧化铁的含量，某生取15g此样品置于烧杯中，分五次加入密度为1.10g/ml的硫酸溶液．有关数据记录如下表：加硫酸溶液的序号加

Question

现有一种铜，氧化铁和炭的粉末状混合物，为测定该混合物中氧化铁的含量，某生取15g此样品置于烧杯中，分五次加入密度为1.10g/ml的硫酸溶液．有关数据记录如下表：

加硫酸溶液的序号	加硫酸溶液的体积/ml	剩余固体的质量/g
1	30.0	10.52
2	30.0	6.04
3	30.0	2.2
4	30.0	0.6
5	30.0	0.6

已知：在溶液中铜可与硫酸铁反应：Cu+Fe₂（SO₄）₃=CuSO₄+2FeSO₄，第 5次加入硫酸溶液后剩余的固体中不含铜．
（1）所用硫酸溶液溶质的质量分数
（2）15.0g此样品中铜的质量．
（3）样品中氧化铁的质量分数．

Answer 1

根据题意可以知道发生的反应为：Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O 和Cu+Fe₂（SO₄）₃═CuSO₄+2FeSO₄，所以其总的反应为：Fe₂O₃+Cu+3H₂SO₄═2FeSO₄ +CuSO₄+3H₂O，
设30mL稀硫酸中含有溶质的质量为x，与30mL稀硫酸反应消耗氧化铁的质量为y，则：
Fe₂O₃+Cu+3H₂SO₄═2FeSO₄ +CuSO₄+3H₂O  固体质量减少为：
160   64  294                          160+64=224     
y          x                        15g-10.52g=4.48g
(160)/(y)＝(294)/(x) ＝(224)/(4.48)
解得：x=5.88g，y=3.2g；
（1）所用硫酸溶液溶质的质量分数为：(5.88g)/(30mL×1.10g/mL)×100%=17.8%；
（2）根据刚才的分析可以知道前三次加入稀硫酸，氧化铁都是足量的，所以前三次消耗的氧化铁的质量为：3.2g×3=9.6g，第四次消耗的氧化铁的质量为：2.2g-0.6g=1.6g，所以可以知道混合物中含氧化铁的质量为：9.6g+1.6g=11.2g，由于最后剩余的0.6g固体为炭的质量，所以铜的质量为：15g-0.6g-11.2g=3.2g；
（3）所以混合物中氧化铁的质量分数为：(11.2g)/(15g)×100%=74.7%．
答：（1）所用硫酸溶液溶质的质量分数为17.8%；
（2）15.0g此样品中铜的质量为3.2g；
（3）样品中氧化铁的质量分数74.7%．
故答案为：
（1）17.8%；    
（2）3.2g；   
（3）74.7%．