Question

8．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(zhì)量分?jǐn)?shù)，科學(xué)興趣小組的同學(xué)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(yīng)（假設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng)）．測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

	反應(yīng)前	反應(yīng)后
燒杯及其中物質(zhì)的質(zhì)量	97.0g	96.8g

請(qǐng)你完成有關(guān)計(jì)算（結(jié)果保留一位小數(shù)）：
（1）生鐵樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？
（2）反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鐵與硫酸反應(yīng)放出氫氣的特點(diǎn)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，可判斷反應(yīng)前后質(zhì)量差為恰好完全反應(yīng)時(shí)所產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量；根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，由恰好完全反應(yīng)時(shí)生成氫氣的質(zhì)量計(jì)算所消耗鐵的質(zhì)量；鐵的質(zhì)量與樣品的質(zhì)量比可計(jì)算生鐵樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）恰好完全反應(yīng)后所得溶液為硫酸化亞鐵溶液，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，由氫氣質(zhì)量計(jì)算出生成的硫酸亞鐵的質(zhì)量，利用質(zhì)量守恒定律計(jì)算出恰好完全反應(yīng)后所得溶液質(zhì)量，然后利用溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算公式求出反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)生成的氫氣質(zhì)量=97.0g-96.8g=0.2g；
設(shè)生鐵中鐵的質(zhì)量為x，生成硫酸亞鐵質(zhì)量為y，則
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56              152      2
x                y        0.2g
$\frac{56}{x}=\frac{152}{y}=\frac{2}{0.2g}$
x=5.6g，y=15.2g
生鐵樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{5.6g}{6.0g}$×100%=93.3%
（2）反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分=$\frac{15.2g}{65.0g+5.6g-0.2g}$×100%≈21.6%
答：（1）生鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93.3%，
（2）反應(yīng)所得溶液中FeSO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為21.6%．

點(diǎn)評(píng) 根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)后所得溶液質(zhì)量=參加反應(yīng)鐵的質(zhì)量+所加入的稀硫酸的質(zhì)量-反應(yīng)放出氫氣的質(zhì)量．