Question

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

Answer 1

解：（1）產生氫氣的質量是：5.8g+30g+50g-85.6g=0.2g
（2）設生鐵樣品中鐵的質量為x，生成FeSO₄的質量為y
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56 152 2
x y 0.2g
=，=
x=5.6g，y=15.2g
生鐵樣品中鐵的質量分數=×100%=96.6%
（3）反應后溶液中溶質的質量分數=×100%=27.4%
答：（1）產生氫氣的質量為0.2g；（2）該生鐵樣品中鐵的質量分數為96.6%；（3）反應后的溶液中溶質的質量分數為27.4%．
（注：方程式書寫正確，解、設、答完整得1分）
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)生反應放出氫氣而碳不能與稀硫酸反應；根據質量守恒定律，利用反應前后燒杯內物質質量差，可計算反應放出氫氣質量；
（2）根據鐵與硫酸反應的化學方程式，由放出氫氣質量計算出反應中消耗鐵的質量，該質量即生鐵樣品中所含鐵的質量，由此計算該生鐵樣品中鐵的質量分數；
（3）由于該反應中稀硫酸恰好反應完而雜質不參與反應，反應后所得溶液為硫酸亞鐵溶液，利用反應的化學方程式由生成氫氣質量計算出生成硫酸亞鐵的質量，利用質量守恒定律計算出反應后所得溶液質量，據此可完成反應后的溶液中溶質的質量分數的計算．
點評：反應的化學方程式可表示反應中各物質的質量關系，由反應中某物質的質量可計算該反應中其它物質的質量．