Question

(12分)某學(xué)生在課外活動(dòng)中用鐵粉(含雜質(zhì)且雜質(zhì)不參加反應(yīng))和稀硫酸反應(yīng)制
取氫氣。所做5次實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下表(每次實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的氫氣全部被收集，且體積在相同
條件下測定。該條件下氫氣的密度是0．089∥L)，

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析、計(jì)算，并回答下列問題：
(1)上述實(shí)驗(yàn)中，鐵粉一定過量的實(shí)驗(yàn)編號是_________；
(2)鐵粉的純度是________；
(3)計(jì)算稀硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(要求寫出計(jì)算過程，計(jì)算結(jié)果精確到0.1)。

Answer 1

(1)5     (2分)                       (2)96．5％(3分)
(3)解：根據(jù)表中所給數(shù)據(jù)分析，確定3組實(shí)驗(yàn)恰好完全反應(yīng)……………………(1分)
設(shè)生成2．24 L氫氣需H₂S0₄的質(zhì)量為m
Fe  +  H₂S0₄  =  FeS0₄+H₂↑………………………………………………(2分)
98            2
m       2．24 L×0．089 g／L
98/m= 2/ (2．24 L×0．089 g／L)
m=9．8 g………………………………………………………………(2分)
稀硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=9.8g/50g×l00％=19．6％………………………………………(1分)
答：稀硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是19．6％。    (1分)

分析：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)5可以看出同樣是50g稀硫酸，與不同質(zhì)量的鐵粉反應(yīng)放出氫氣的體積相等，說明在第五次實(shí)驗(yàn)中加入的鐵粉是過量的；
（2）比較實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)5，不同質(zhì)量的鐵粉與等質(zhì)量的硫酸反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量相等，說明此時(shí)硫酸的已經(jīng)被完全消耗，即50g硫酸只能產(chǎn)生2.24L氫氣，比較實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)4，同質(zhì)量的鐵粉和不同質(zhì)量的硫酸反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量相等，說明此時(shí)鐵粉已被完全消耗，即5.8g鐵只能產(chǎn)生2.24L氫氣，綜合兩方面的分析可以知道5.8g鐵粉和50g硫酸恰好完全反應(yīng)，即實(shí)驗(yàn)3是恰好完全反應(yīng)的，故可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)3的數(shù)據(jù)完成（2）和（3）的計(jì)算．
解答：解：（1）比較實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)5可知：同樣是50g稀硫酸，與不同質(zhì)量的金屬反應(yīng)放出氫氣的體積相等，所以可以判斷實(shí)驗(yàn)5中的金屬是過量的；
根據(jù)表中所給數(shù)據(jù)分析，確定3組實(shí)驗(yàn)恰好完全反應(yīng)
（2）設(shè)生成2.24 L氫氣需H₂S0₄的質(zhì)量為x，5.8個(gè)鐵粉中含有鐵的質(zhì)量為y，則：
Fe+H₂S0₄═FeS0₄ +H₂↑
56  98           2
y   x        2.24 L×0.089 g/L
 = =
解得：x=9.8 g  y=5.6g
（2）鐵的純度為：×100%=96.6%；
（3）稀硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×l00%=19.6%；
答：（3）稀硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是19.6%． 
故答案為：（1）5；
（2）96.6%；
（3）19.6%．
點(diǎn)評：綜合分析數(shù)據(jù)，找出量之間的關(guān)系分析反應(yīng)物與生成物之間的質(zhì)量關(guān)系，分析出物質(zhì)的剩余，選擇計(jì)算的數(shù)據(jù)一定是被完全反應(yīng)的物質(zhì)，這樣才可以正確求出相應(yīng)的未知量．