Question

2．某化學(xué)興趣小組對生銹廢鐵鍋中鐵的含量進(jìn)行了測定，稱取31g廢鐵鍋片放入特制容器中，緩慢加入19.6%的稀硫酸，直到反應(yīng)完全，實驗數(shù)據(jù)如圖所示：
【資料信息】
1．銹鐵鍋中除Fe、Fe₂O₃外，其余物質(zhì)均不與稀硫酸反應(yīng)；
2．硫酸與表面的鐵銹發(fā)生反應(yīng)
3．Fe在Fe₂（SO₄）₃-H₂SO₄混合溶液中，先和Fe₂（SO₄）₃化合生成FeSO₄
（1）從化學(xué)元素與人體健康的角度考慮，我們應(yīng)選用鐵鍋還是鋁鍋鐵鍋，為什么？
（2）廢鐵鍋片中鐵單質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31.6%（結(jié)果保留到0.1%）
（3）反應(yīng)完全后，所得溶液中所含溶質(zhì)是FeSO₄（填化學(xué)式），質(zhì)量為64.6g（結(jié)果保留到0.1）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)元素與人體的健康之間的關(guān)系分析；
（2）根據(jù)題意，硫酸先與表面的鐵銹發(fā)生反應(yīng)生成了硫酸鐵，根據(jù)硫酸的質(zhì)量可求出生成硫酸鐵的質(zhì)量，由于Fe在Fe₂（SO₄）₃-H₂SO₄混合溶液中，先和Fe₂（SO₄）₃化合生成FeSO₄；根據(jù)硫酸鐵的質(zhì)量可求出與硫酸鐵反應(yīng)鐵的質(zhì)量、生成硫酸亞鐵的質(zhì)量，再根據(jù)生成氫氣的質(zhì)量可求出與硫酸反應(yīng)鐵的質(zhì)量、生成硫酸亞鐵的質(zhì)量，據(jù)此可計算出廢鐵鍋片中鐵單質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）根據(jù)上述計算可判斷出溶液中的溶質(zhì)及質(zhì)量．

解答 解：（1）鐵是人體必需的微量元素，而鋁是非必需元素，而且鋁元素對人體有害，所以從化學(xué)元素與人體健康的角度考慮，我們應(yīng)選用鐵鍋；
（2）根據(jù)圖中信息可以知道，和氧化鐵反應(yīng)的硫酸的質(zhì)量為：187.5g×19.6%=36.75g；
設(shè)生成Fe₂（SO₄）₃的質(zhì)量為z
Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O
           294              400
         36.75g            x
      $\frac{294}{400}=\frac{36.75g}{x}$    解得：x=50g
與硫酸鐵反應(yīng)鐵的質(zhì)量為y、生成硫酸亞鐵質(zhì)量為z，
Fe+Fe₂（SO₄）₃ =3FeSO₄
56     400                 456
y      50g                    z
$\frac{56}{y}=\frac{400}{50g}=\frac{456}{z}$  解得：y=7g，z=57g
與硫酸反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為m、生成的硫酸亞鐵為n
Fe+H₂SO₄ =FeSO₄+H₂↑
56                152       2
m                   n      0.1g
$\frac{56}{m}=\frac{152}{n}=\frac{2}{0.1g}$    解得：m=2.8g   n=7.6g
鐵鍋片中鐵單質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{7g+2.8g}{31g}×100%$≈31.6%；
（3）由上數(shù)分析計算可知，溶液中的溶質(zhì)是硫酸亞鐵，溶質(zhì)是FeSO₄，質(zhì)量為：57g+7.6g=64.6g
故答案為：（1）鐵鍋；鐵是人體必需的微量元素，而鋁是非必需元素；（2）31.6%；（3）FeSO₄；64.6．

點評 要想解答好這類題目，首先，要理解和熟記根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算步驟和格式，以及與之相關(guān)的知識等．然后，根據(jù)所給的問題情景，結(jié)合所學(xué)的相關(guān)知識和技能，細(xì)致地分析題意，并細(xì)心地探究、推理后，按照題目要求進(jìn)行認(rèn)真地選擇或解答即可．