Question

15．某化學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經粉碎后的生鐵，把800稀硫酸分4次加入到該樣品中，測得數據記錄如下表：

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

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

（3）計算所用稀硫酸的溶質質量分數為多少？并畫出反應生成的氫氣質量與加入稀硫酸質量的關系圖．

Answer 1

分析 鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，根據反應的化學方程式及其提供的數據可以進行相關方面的計算和判斷．

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

點評 本題主要考查學生運用假設法和化學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．