Question

某課外興趣小組對一批鋼鐵樣品（雜質(zhì)不溶于水，也不與稀硫酸反應(yīng)）進行分析．甲、乙、丙三位同學分別進行實驗，其中只有一位同學所取用的稀硫酸與鋼鐵樣品恰好完全反應(yīng)．實驗數(shù)據(jù)如下：

實驗操作數(shù)據(jù)及結(jié)果	甲	乙	丙
燒杯+稀硫酸	400g	300g	300g
加入鋼鐵樣品	18g	18g	28g
充分反應(yīng)后：燒杯+剩余物	417.4g	317.4g	327.4g

（1）哪位同學所取用的稀硫酸與鋼鐵樣品恰好完全反應(yīng)；
（2）計算樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù)；
（3）計算恰好完全反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．（說明：其中燒杯的質(zhì)量為50.8g，計算結(jié)果精確到0.1%）

Answer 1

分析：（1）由表中數(shù)據(jù)分析可知甲同學和乙同學的實驗產(chǎn)生的氫氣量相同，鐵樣品質(zhì)量相同，但甲同學用的稀硫酸質(zhì)量多，說明甲同學的實驗稀硫酸過量；乙同學和丙同學的實驗用稀硫酸質(zhì)量相同，鐵樣品質(zhì)量丙同學的多，而產(chǎn)生的氫氣量仍相同，說明丙同學的實驗鐵樣品過量；據(jù)此即可判斷誰到底恰好完全反應(yīng)．
（2）上面分析已經(jīng)知道，乙同學的實驗是恰好完全反應(yīng)的，所以計算時要用乙同學實驗的數(shù)據(jù)，根據(jù)鐵和稀硫酸反應(yīng)的化學方程式，求出反應(yīng)放出氫氣質(zhì)量，進而得到鐵的質(zhì)量和鐵的質(zhì)量分數(shù)．
（3）根據(jù)氫氣的質(zhì)量可以求得反應(yīng)生成的硫酸亞鐵的質(zhì)量，再求出恰好完全反應(yīng)后溶液的質(zhì)量；最后根據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)=

溶質(zhì)的質(zhì)量

溶液的質(zhì)量

×100%，即可求得恰好完全反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

解答：解：（1）由以上甲同學和乙同學的實驗數(shù)據(jù)分析可知，18g鐵樣品能產(chǎn)生0.6g氫氣，乙同學和丙同學的實驗數(shù)據(jù)分析可知，300g稀硫酸能產(chǎn)生0.6g氫氣，所以18g鐵樣品和300g稀硫酸能恰好完全反應(yīng)，即乙同學的實驗恰好完全反應(yīng)；
答：乙同學取用的稀硫酸與鋼鐵樣品恰好完全反應(yīng)．
（2）乙同學實驗中產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為：300g+18g-317.4g=0.6 g
 設(shè)參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為x，生成硫酸亞鐵的質(zhì)量為y；
        Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑ 
        56       152   2
         x        y   0.6g
     

56

x

=

152

y

= 

2

0.6g

   解得：x=16.8g，y=45.6g；   
  則鐵的樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù)=

16.8g

18g

×100%=93.3%
答：樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù)為93.3%．
（3）由（2）可知：硫酸亞鐵的質(zhì)量為45.6g；
恰好完全反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量為：317.4g-50.8g-（18g-16.8g）=265.4g；
所以，恰好完全反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為：

45.6g

265.4g

×100%≈17.2%；
答：恰好完全反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為17.2%．

點評：此題是根據(jù)化學方程式的計算題，而且題中的數(shù)據(jù)是以表格的形式給出的，所以此題的關(guān)鍵是通過觀察、分析和比較表格中的多組數(shù)據(jù)，找出有用數(shù)據(jù)來進行解題．