Question

生鐵是鐵和碳的合金．為測定某煉鐵廠生產(chǎn)的生鐵樣品中鐵的質量分數(shù)，化學興趣小組的同學稱得該生鐵樣品6.0g，放入燒杯中，向其中加入65.0g稀硫酸，恰好完全反應（假設雜質不參與反應）．測得的實驗數(shù)據(jù)如下：

	反應前	反應后
燒杯及其中物質的質量	97.0g	96.8g

請你完成有關計算（結果保留一位小數(shù)）：
（1）反應放出的氫氣是多少？
（2）生鐵樣品的質量分數(shù)是多少？
（3）反應后所得溶液中溶質的質量分數(shù)是多少？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)鐵與硫酸反應放出氫氣的特點，根據(jù)質量守恒定律，可判斷反應前后質量差為恰好完全反應時所產(chǎn)生的氫氣質量；
（2）根據(jù)反應的化學方程式，由恰好完全反應時生成氫氣的質量計算所消耗鐵的質量；鐵的質量與樣品的質量比可計算生鐵樣品的質量分數(shù)；
（3）恰好完全反應后所得溶液為硫酸化亞鐵溶液，根據(jù)反應的化學方程式，由氫氣質量計算出生成的硫酸亞鐵的質量，利用質量守恒定律計算出恰好完全反應后所得溶液質量，然后利用溶液中溶質質量分數(shù)計算公式求出反應后所得溶液中溶質的質量分數(shù)．

解答：解：（1）根據(jù)質量守恒定律，反應生成的氫氣質量=97g-96.8g=0.2g；
（2）設生鐵中鐵的質量為x，生成硫酸亞鐵質量為y，則
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56       152   2
x         y   0.2g

56

x

=

2

0.2g

  x=5.6g

152

y

=

2

0.2g

y=15.2g
生鐵樣品中鐵的質量分數(shù)=

5.6g

6g

×100%=93.3%
（3）反應后所得溶液中溶質的質量分=

15.2g

65.0g+5.6g-0.2g

×100%≈21.6%
答：（1）生成氫氣0.2g，
（2）生鐵中鐵的質量分數(shù)為93.3%，
（3）反應所得溶液中FeSO₄的質量分數(shù)約為21.6%．
（注：其他合理解答，只要思路清晰，答案正確均應給分）

點評：根據(jù)質量守恒定律，反應后后所得溶液質量=參加反應鐵的質量+所加入的稀硫酸的質量-反應放出氫氣的質量．