Question

9．某同學設計實驗方案，測定某硫酸廢液中的質量分數，先取一潔凈小燒杯，稱其質量為18.2g，往其中倒入少量硫酸廢液后稱量．總質量為33.2g，之后，將一枚質量為10.8g的鐵釘（已用砂紙打磨去鐵銹）放入該小燒杯中反應，待鐵釘表面不再有氣泡產生后，再次稱量，總質量為43.9g．請回答下列問題：
（1）反應中產生的氣體的質量是0.1g．
（2）計算該廢液中硫酸的質量分數（計算結果保留一位小數）．
（3）若鐵釘的鐵銹（主要成分是氧化鐵）未除凈，對計算結果的影響是偏�。ㄟx填“偏大”、“偏小”、“無影響”），原因是鐵銹也能消耗一部分硫酸．

Answer 1

分析 （1）鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，根據質量差可以求生成氫氣的質量；
（2）根據氫氣的質量求出硫酸中溶質的質量，從而求出廢液中硫酸的質量分數即可；
（3）根據鐵釘的鐵銹未除凈，則鐵銹消耗一部分硫酸進行解答．

解答 解：（1）完全反應后，容器中的物質的質量差，就是生成氫氣的質量，氫氣的質量為：33.2g+10.8g-43.9g=0.1g；故填：0.1g；
（2 ） 設與鐵反應的硫酸的質量為x，
燒杯中稀硫酸廢液的質量為：33.2g-18.2g=15.0g
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
       98                   2
      x                      0.1g
$\frac{98}{x}=\frac{2}{0.1g}$
x=4.9g
該廢液中硫酸的質量分數為：$\frac{4.9g}{15g}$×100%=32.7%
答：廢液中硫酸的質量分數是32.7%．
（3）如果鐵釘的鐵銹未除凈，則鐵銹消耗一部分硫酸，氧化鐵和硫酸反應生成硫酸鐵和水，反應方程式為Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；根據氫氣求出的硫酸質量就偏小，從而使計算出的硫酸的質量分數偏�。�
答案：
（1）0.1；
（2）廢液中硫酸的質量分數是32.7%．
（3）偏小；鐵銹也能消耗一部分硫酸．

點評 本題主要考查化學方程式的書寫和有關化學方程式的計算，難度較小，書寫化學方程式時要注意四步，一是反應物和生成物的化學式要正確，二是遵循質量守恒定律，三是寫上必要的條件，四是看是否有“↑”或“↓”．