Question

（2008?蘭州）學(xué)校課外活動小組為了測定某鋼鐵廠生鐵樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù)，在實驗室中稱取生鐵樣品5.8g放入燒杯中（燒杯的質(zhì)量為30g）．然后再加入50g稀硫酸，使之充分反應(yīng)后，稱量，燒杯及燒杯中物質(zhì)的總質(zhì)量為85.6g（已知該反應(yīng)中稀硫酸恰好反應(yīng)完，雜質(zhì)不參與反應(yīng)）．請計算：
（1）產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量是多少？
（2）該生鐵樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù)？（精確到0.1%）
（3）反應(yīng)后的溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)？（精確到0.1%）

Answer 1

分析：（1）生鐵為鐵與碳所形成的合金，其中鐵能與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)放出氫氣而碳不能與稀硫酸反應(yīng)；根據(jù)質(zhì)量守恒定律，利用反應(yīng)前后燒杯內(nèi)物質(zhì)質(zhì)量差，可計算反應(yīng)放出氫氣質(zhì)量；
（2）根據(jù)鐵與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，由放出氫氣質(zhì)量計算出反應(yīng)中消耗鐵的質(zhì)量，該質(zhì)量即生鐵樣品中所含鐵的質(zhì)量，由此計算該生鐵樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù)；
（3）由于該反應(yīng)中稀硫酸恰好反應(yīng)完而雜質(zhì)不參與反應(yīng)，反應(yīng)后所得溶液為硫酸亞鐵溶液，利用反應(yīng)的化學(xué)方程式由生成氫氣質(zhì)量計算出生成硫酸亞鐵的質(zhì)量，利用質(zhì)量守恒定律計算出反應(yīng)后所得溶液質(zhì)量，據(jù)此可完成反應(yīng)后的溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)的計算．

解答：解：（1）產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量是：5.8g+30g+50g-85.6g=0.2g
（2）設(shè)生鐵樣品中鐵的質(zhì)量為x，生成FeSO₄的質(zhì)量為y
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56        152   2
x          y   0.2g

56

2

=

x

0.2g

，

152

2

=

y

0.2g

x=5.6g，y=15.2g
生鐵樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù)=

5.6g

5.8g

×100%=96.6%
（3）反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)=

15.2g

5.6g+50g-0.2g

×100%=27.4%
答：（1）產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為0.2g；（2）該生鐵樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù)為96.6%；（3）反應(yīng)后的溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為27.4%．
（注：方程式書寫正確，解、設(shè)、答完整得1分）

點評：反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示反應(yīng)中各物質(zhì)的質(zhì)量關(guān)系，由反應(yīng)中某物質(zhì)的質(zhì)量可計算該反應(yīng)中其它物質(zhì)的質(zhì)量．