Question

為了分析生鐵中鐵的含量，某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，即取6g生鐵與10%的鹽酸反應(yīng)，并繪制了加入鹽酸質(zhì)量與放出氣體質(zhì)量的關(guān)系圖（見圖1）．
（說明：生鐵中雜質(zhì)不溶于水，不與鹽酸、硫酸銅溶液反應(yīng)．）
（1）求鐵完全反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（2）生鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？（寫出計(jì)算過程，結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后一位）
（3）某同學(xué)列出了如下計(jì)算式：
生鐵與鹽酸剛好反應(yīng)完全時(shí)所得溶液質(zhì)量=（73+6-a）g
小明對(duì)該計(jì)算式提出了質(zhì)疑，請(qǐng)指出其中的錯(cuò)誤

 

．
（4）小華另設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，即用6g生鐵粉與20%的硫酸銅溶液反應(yīng)來分析生鐵中鐵的含量．請(qǐng)你在圖2中畫出加入硫酸銅溶液質(zhì)量與固體質(zhì)量變化關(guān)系的曲線．

Answer 1

考點(diǎn)：根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算,有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的簡(jiǎn)單計(jì)算

專題：綜合計(jì)算（圖像型、表格型、情景型計(jì)算題）

分析：（1）從圖示可得鹽酸的質(zhì)量，根據(jù)鐵與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，已知所用鹽酸的質(zhì)量和質(zhì)量分?jǐn)?shù)，能夠計(jì)算出生成氫氣的質(zhì)量和鐵的質(zhì)量，能夠計(jì)算出生成氯化亞鐵的質(zhì)量，所得溶液質(zhì)量應(yīng)該是物質(zhì)的總質(zhì)量減去不溶性雜質(zhì)和生成的氣體的質(zhì)量．
（2）根據(jù)（1）中計(jì)算出鐵的質(zhì)量即可解答；
（3）所得溶液質(zhì)量應(yīng)該是物質(zhì)的總質(zhì)量減去不溶性雜質(zhì)和生成的氣體的質(zhì)量；
（4）繪制加入硫酸銅溶液質(zhì)量與固體質(zhì)量變化關(guān)系的曲線時(shí)要抓住起點(diǎn)，曲線的走勢(shì)和轉(zhuǎn)折點(diǎn)．

解答：解：（1）參加反應(yīng)的HCl的質(zhì)量為73g×10%=7.3g，
設(shè)生成的氫氣的質(zhì)量為X，參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為y，生成氯化亞鐵的質(zhì)量為z；
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56  73   127  2
y  7.3g   z   x

56

y

=

73

7.3g

=

2

x

=

127

z

，
x=0.2g，y=5.6g，z=12.7g；
所以反應(yīng)后所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量為：5.6g+73g-0.2g=78.4g；
所以反應(yīng)后所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=

1.27g

78.4g

×100%=16.2%
答：反應(yīng)后所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16.2%．
（2）生鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

5.6g

6g

×100%=93.3%；
答：生鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93.3%；
（3）生鐵與鹽酸剛好反應(yīng)完全時(shí)所得溶液質(zhì)量應(yīng)是物質(zhì)的總質(zhì)量減去不溶性雜質(zhì)和生成的氣體的質(zhì)量．
溶液質(zhì)量不包括氫氣質(zhì)量和剩余雜質(zhì)的質(zhì)量，所以還要減去雜質(zhì)的質(zhì)量；
故答案為：列式計(jì)算溶液質(zhì)量時(shí)，未減掉不溶于水的雜質(zhì)的質(zhì)量．
（4）鐵和硫酸銅還未反應(yīng)時(shí)固體就是鐵質(zhì)量為6g，故起點(diǎn)應(yīng)從縱軸上6開始畫起；
然后找拐點(diǎn)，即鐵和硫酸銅恰好完全反應(yīng)時(shí)消耗的硫酸銅溶液質(zhì)量及固體質(zhì)量，
設(shè)鐵和硫酸銅恰好完全反應(yīng)時(shí)消耗硫酸銅溶液為y，生成銅為z
 Fe+CuSO₄ ═FeSO₄ +Cu
 56  160          64
5.6g 20%?y        z

56

5.6g

=

160

20%y

=

64

z

，
y=80g
z=6.4g
6g生鐵中所含雜質(zhì)為：6g-5.6g=0.4g
所以鐵和硫酸銅恰好完全反應(yīng)時(shí)固體質(zhì)量為：6.4g+0.4g=6.8g
即拐點(diǎn)處橫坐標(biāo)值為80，縱坐標(biāo)值為6.8，然后把拐點(diǎn)和起點(diǎn)連起來，并且在拐點(diǎn)后畫一條平行于x軸的直線，就得到了所要的曲線圖．

點(diǎn)評(píng)：學(xué)會(huì)看曲線圖是需要同學(xué)們掌握的一種技能，抓住起點(diǎn)，轉(zhuǎn)折點(diǎn)和曲線的走勢(shì)是關(guān)鍵．此題是綜合性較強(qiáng)的題目，包括的問題較多，涉及的知識(shí)面很廣，屬于難度較大的題目．