Question

15．某化學(xué)興趣小組為了分析鐵碳混合物中鐵的含量，進行了實驗研究，即取60g經(jīng)粉碎后的生鐵，把800稀硫酸分4次加入到該樣品中，測得數(shù)據(jù)記錄如下表：

	第1次	第2次	第3次	第4次
加入稀硫酸質(zhì)量（g）	200	200	200	200
剩余固體質(zhì)量（g）	37.6	15.2	4	4

（1）第2次測得剩余固體中鐵和碳的質(zhì)量分別是11.2g、4g．
（2）生鐵中鐵的質(zhì)量分數(shù)為多少？（寫出計算過程，結(jié)果保留到小數(shù)點后一位）

（3）計算所用稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為多少？并畫出反應(yīng)生成的氫氣質(zhì)量與加入稀硫酸質(zhì)量的關(guān)系圖．

Answer 1

分析 鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式及其提供的數(shù)據(jù)可以進行相關(guān)方面的計算和判斷．

解答 解：（1）由第1次和第2次反應(yīng)可知，200g稀硫酸能和22.4g鐵反應(yīng)，第3次中的鐵完全反應(yīng)，剩余固體是碳的質(zhì)量，即碳的質(zhì)量是4g，因此第2次測得剩余固體中鐵的質(zhì)量為：15.2g-4g=11.2g，即第2次測得剩余固體中鐵和碳的質(zhì)量分別是11.2g、4g．
故填：11.2g、4g．
（2）生鐵中鐵的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{60g-4g}{60g}$×100%=93.3%，
答：生鐵中鐵的質(zhì)量分數(shù)為93.3%．
（3）設(shè)200g稀硫酸中硫酸質(zhì)量為x，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，
56    98
22.4g  x
$\frac{56}{22.4g}$=$\frac{98}{x}$，
x=39.2g，
稀硫酸的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{39.2g}{200g}$×100%=19.6%，
答：所用稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為19.6%．
設(shè)完全反應(yīng)后生成氫氣質(zhì)量為y，消耗硫酸質(zhì)量為z，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，
56      98               2
60g-4g  z              y
$\frac{56}{60g-4g}$=$\frac{98}{z}$=$\frac{2}{y}$，
y=2g，z=98g，
消耗稀硫酸質(zhì)量為：98g÷19.6%=500g，
反應(yīng)生成的氫氣質(zhì)量與加入稀硫酸質(zhì)量的關(guān)系圖如下圖所示：

點評 本題主要考查學(xué)生運用假設(shè)法和化學(xué)方程式進行計算和推斷的能力，計算時要注意規(guī)范性和準確性．