25.(2009?濰坊)某化學(xué)小組的同學(xué)到鋼鐵廠做社會調(diào)查.他們抽取組成完全相同的質(zhì)量為2.84g、4.26g、6.23g的三份鐵合金樣品(假設(shè)樣中只含鐵和碳),在三份樣品中分別加入94.6g稀硫酸中進行實驗(實驗編號I、Ⅱ、Ⅲ),充分反應(yīng)后,將得到的實驗數(shù)據(jù)繪制出如圖象試回答:
(已知生鐵含碳2%~4.3%,鋼含碳0.03%~2%)
(1)實驗I中參加反應(yīng)的鐵質(zhì)量為______克,該合金是______(生鐵或鋼).
(2)實驗Ⅱ中參加反應(yīng)的硫酸質(zhì)量是______克.
(3)實驗______中稀硫酸完全參加反應(yīng),反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是多少?

【答案】分析:(1)由實驗數(shù)據(jù)圖象,完全反應(yīng)放出氫氣質(zhì)量為0.10g,根據(jù)氫氣質(zhì)量計算參加反應(yīng)鐵的質(zhì)量,通過計算含碳量判斷樣品的種類;
(2)根據(jù)反應(yīng)放出氫氣質(zhì)量0.15g,計算參加反應(yīng)的硫酸的質(zhì)量;
(3)對比鋼鐵樣品質(zhì)量與放出氫氣質(zhì)量的關(guān)系,判斷稀硫酸參加反應(yīng)的情況;并計算稀硫酸完全反應(yīng)時,生成硫酸亞鐵的質(zhì)量,計算出生成硫酸亞鐵與所得溶液的質(zhì)量比.
解答:解:(1)設(shè)參加反應(yīng)的鐵質(zhì)量為x
Fe+H2SO4=H2↑+FeSO4
56       2
x       0.10g
56:2=x:0.10g 解之得 x=2.8g
2.84g鋼鐵樣品中含C量=×100%≈1.4%<2%
故答案為:2.8(1分);鋼(1分);
(2)設(shè)參加反應(yīng)的硫酸質(zhì)量為y
Fe+H2SO4=H2↑+FeSO4
98  2
y  0.15g
98:2=y:0.15g 解之得 y=7.35g
故答案為:7.35(1分)
(3)2.84g鋼鐵樣品完全反應(yīng)放出氫氣質(zhì)量為0.10g,
那么,6.23g鋼鐵樣品完全反應(yīng)放出氫氣質(zhì)量=×0.10g≈0.22g
而第III次實驗中得到氫氣質(zhì)量為0.2g<0.22g,鋼鐵樣品未完全反應(yīng),則稀硫酸完全反應(yīng);
故答案為:Ⅲ(1分);
設(shè)鐵和硫酸亞鐵的質(zhì)量分別是x、y
Fe+H2SO4=H2↑+FeSO4
56       2    152
x      0.2g     y
解之得 x=5.6g
解之得 y=15.2g
反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)=×100%=15.2%
答:反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為15.2%.
點評:根據(jù)質(zhì)量守恒定律,反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量=參加反應(yīng)鐵的質(zhì)量+參加反應(yīng)稀硫酸的質(zhì)量-反應(yīng)放出氫氣的質(zhì)量.
練習(xí)冊系列答案
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(1)反應(yīng)原理:實驗中的化學(xué)方程式______.
(2)提出假設(shè):HCl與大理石反應(yīng)的劇烈程度與所用HCl的質(zhì)量分數(shù)、大理石規(guī)格、反應(yīng)溫度有關(guān).
(3)實驗設(shè)計與實施:完成以下實驗設(shè)計方案并實
實驗編號T/℃大理石
規(guī)格
HCl的質(zhì)量分數(shù)完全反應(yīng)的
時間/s
實驗?zāi)康?/td>
25粗顆粒18.25%160(Ⅰ)實驗①和②探究同體積下HCl的質(zhì)量分數(shù)對該反應(yīng)劇烈程度的影響.
(Ⅱ)實驗①和③探究溫度對該反應(yīng)劇烈程度的影響.
(Ⅲ)實驗①和④探究大理石規(guī)格對該反應(yīng)劇烈程度的影響.
____________ ______ 210
35粗顆粒18.25%60
______ ______ ______ 100
(4)實驗結(jié)論:______.
(5)繪制圖象:實驗①中CO2質(zhì)量隨時問變化的關(guān)系如圖,借助簡單計算請在右圖中畫出實驗②和③中CO2質(zhì)量隨時間變化關(guān)系的曲線(忽略溶液體積變化).
說明:可以用鉛筆畫曲線.

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