Question

化學(xué)學(xué)習(xí)小組為了分析生鐵中鐵的含量，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)研究：取12g生鐵與10%的鹽酸反應(yīng)，并繪制了加入鹽酸質(zhì)量與放出氣體質(zhì)量的關(guān)系圖（見圖）．（說明：生鐵中雜質(zhì)不溶于水，不與鹽酸、硫酸銅溶液反應(yīng)．）
（1）鐵完全反應(yīng)用去鹽酸的質(zhì)量為

 

g．
（2）生鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？（寫出計(jì)算過程，結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后一位）
（3）某同學(xué)列出了如下計(jì)算式：生鐵與鹽酸剛好反應(yīng)完全時(shí)所得溶液質(zhì)量=（146+12-a）g小明對該計(jì)算式提出了質(zhì)疑，請指出其中的錯(cuò)誤

 

．
（4）小華另設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案：用12g生鐵粉與20%的硫酸銅溶液反應(yīng)來分析生鐵中鐵的含量．請你畫出加入硫酸銅溶液質(zhì)量與固體質(zhì)量變化關(guān)系的曲線．

Answer 1

分析：（1）從圖示可得鹽酸的質(zhì)量，（2）根據(jù)鐵與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，已知所用鹽酸的質(zhì)量和質(zhì)量分?jǐn)?shù)，能夠計(jì)算出生鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（3）所得溶液質(zhì)量應(yīng)該是物質(zhì)的總質(zhì)量減去不溶性雜質(zhì)和生成的氣體的質(zhì)量．（4）繪制加入硫酸銅溶液質(zhì)量與固體質(zhì)量變化關(guān)系的曲線時(shí)要抓住起點(diǎn)，曲線的走勢和轉(zhuǎn)折點(diǎn)．

解答：解：（1）鐵完全反應(yīng)用去鹽酸的質(zhì)量從圖示中可以看出是146克，答案：146g
（2）計(jì)算生鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，首先要算出純鐵的質(zhì)量，再除以生鐵的質(zhì)量即可；
（3）生鐵與鹽酸剛好反應(yīng)完全時(shí)所得溶液質(zhì)量應(yīng)是物質(zhì)的總質(zhì)量減去不溶性雜質(zhì)和生成的氣體的質(zhì)量．
（4）用12g生鐵粉與20%的硫酸銅溶液反應(yīng)來分析生鐵中鐵的含量．畫出加入硫酸銅溶液質(zhì)量與固體質(zhì)量變化關(guān)系的曲線，開始反應(yīng)時(shí)的固體是生鐵的質(zhì)量為12克，反應(yīng)過程中生成了銅，根據(jù)化學(xué)方程式可計(jì)算出銅的質(zhì)量比鐵的質(zhì)量要增加，所以曲線的走勢是向上的．12g生鐵中有11.2g鐵，其它是雜質(zhì)不與硫酸銅溶液反應(yīng)，這11.2g的鐵與硫酸銅反應(yīng)生成12.8g的銅，所以最后固體的質(zhì)量應(yīng)該是生成12.8g的銅和12g-11.2g=0.8g的雜質(zhì)應(yīng)該是13.6g鐵完全反應(yīng)后固體的質(zhì)量再不發(fā)生變化．

故答案為：（1）146
（2）解：設(shè)與鹽酸反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為x．
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56   73
x   146g×10%

56

73

=

x

146×10%

x=11.2g                         
生鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=

11.2g

12g

×100%=93.3%           
 答：生鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93.3%．
（3）溶液質(zhì)量不包括氫氣質(zhì)量和剩余雜質(zhì)的質(zhì)量，所以還要減去雜質(zhì)的質(zhì)量；
（4）如圖

點(diǎn)評：學(xué)會(huì)看曲線圖是需要同學(xué)們掌握的一種技能，抓住起點(diǎn)，轉(zhuǎn)折點(diǎn)和曲線的走勢是關(guān)鍵．