Question

某鋼鐵廠需要測定一批生銹較嚴(yán)重的廢鋼材的銹蝕程度(假定該廢鋼成分為鐵、氧化鐵和雜質(zhì)，雜質(zhì)不溶于水不發(fā)生任何反應(yīng)，而硫酸先與氧化鐵反應(yīng))，取該樣品28g加入一潔凈的燒杯中，再將足量的250克稀硫酸平均分為5次加入到燒杯中，獲得實驗數(shù)據(jù)如下：

稀硫酸質(zhì)量(單位/g)	50	50	50	50	50
燒杯內(nèi)剩余物質(zhì)總質(zhì)量(單位/g)	78	128	178	227．8	277．6

 
將燒杯內(nèi)物質(zhì)過濾得到濾液276．8g，試回答下列問題：(注：該題用初中知識解答)
（1）上述過程中生成氣體的化學(xué)方程式為：                           ；
（2）共生成氣體的質(zhì)量是             ；
（3）根據(jù)已知條件列出求解參加反應(yīng)的單質(zhì)鐵的質(zhì)量(x)的比例式             ；
（4）所用稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是             ；
（5）該樣品中被銹蝕的鐵元素占原鋼材(被銹蝕前的)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為             。(取整數(shù))

Answer 1

（1）Fe+H₂SO₄＝FeSO₄+H₂ ↑
（2）0．4g
（3）56／2＝X／0．4g
（4）19．6％
（5）48％

試題分析：（1）鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣；
（2）根據(jù)表格，加入的物質(zhì)的總質(zhì)量為278g，反應(yīng)后燒杯內(nèi)剩余物質(zhì)總質(zhì)量277．6g，依據(jù)質(zhì)量守恒定律，減少的質(zhì)量為生成的氫氣的質(zhì)量：278g-277．6g=0．4g ；
（3）依據(jù)質(zhì)量守恒定律，利用化學(xué)方程式根據(jù)氫氣的質(zhì)量可求出鐵的質(zhì)量
設(shè)鐵的質(zhì)量為X，則：
Fe+H₂SO₄＝FeSO₄+H₂ ↑
56            2
X              0．4g
56／2＝X／0．4g
X=11．2g
（4）設(shè)參加50g硫酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量為y：
Fe+H₂SO₄＝FeSO₄+H₂ ↑
98           2
Y          0．2g
98／2＝y(tǒng)／0．2g
X=9．8g
稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)=9．8g／50g ×100%=19．6％
（5）根據(jù)數(shù)據(jù)，與氧化鐵反應(yīng)的硫酸的質(zhì)量無謂150g,溶質(zhì)的質(zhì)量=150g×19．6％=29．4g，利用化學(xué)方程式可求出氧化鐵的質(zhì)量，根據(jù)氧化鐵的質(zhì)量可求出氧化鐵中鐵元素的質(zhì)量。
Fe₂O₃+H₂SO₄=Fe₂ (SO₄) ₃+H₂O
160    98
Z   29．4g
160／98＝z／29．4g
Z=29．4g
鐵元素的質(zhì)量=29．4g×112／160 =20．58g
鐵的質(zhì)量=20．58g+11．2g=31．68g
被銹蝕的鐵元素占原鋼材(被銹蝕前的)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=20．58g／31．68g×100%=48％