Question

某化學(xué)調(diào)查小組的同學(xué)到鋼鐵廠做社會(huì)調(diào)查．他們抽取組成完全相同的質(zhì)量為2.84g、4.26g、6.23g的三份鋼樣（假設(shè)鋼樣中只含鐵和碳），分別加入100g稀硫酸中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)I、Ⅱ、Ⅲ），充分反應(yīng)后，將得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出如下圖象：
試回答（計(jì)算結(jié)果精確到0.1%）：
（1）實(shí)驗(yàn)I中鐵參加反應(yīng)的質(zhì)量為______．
（2）已知實(shí)驗(yàn)Ⅲ中硫酸完全參加反應(yīng)，問原100g稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？
（3）實(shí)驗(yàn)Ⅲ中，反應(yīng)完成后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)圖象可知：實(shí)驗(yàn)I中2.84g鋼樣與稀硫酸完全反應(yīng)，根據(jù)鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣的化學(xué)方程式，由反應(yīng)放出氫氣的質(zhì)量可計(jì)算參加反應(yīng)鐵的質(zhì)量；
（2）由圖象可知：實(shí)驗(yàn)Ⅲ中鋼樣與稀硫酸完全參加反應(yīng)后生成氫氣的質(zhì)量，再根據(jù)化學(xué)方程式即可求得參加反應(yīng)的稀硫酸溶質(zhì)的質(zhì)量；最后根據(jù)稀硫酸溶液的質(zhì)量即可求得稀硫酸溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）實(shí)驗(yàn)Ⅲ中鋼樣與稀硫酸完全參加反應(yīng)后生成氫氣的質(zhì)量，再根據(jù)化學(xué)方程式即可求得反應(yīng)生成的硫酸亞鐵的質(zhì)量；再根據(jù)溶液質(zhì)量=溶質(zhì)質(zhì)量+溶劑質(zhì)量即可求得溶液的質(zhì)量；最后根據(jù)溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%即可求得反應(yīng)完成后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
解答：解：（1）設(shè)實(shí)驗(yàn)I中參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為x，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56              2
x              0.1g
=
解得：x=2.8g；
故答案為：2.8g．
（2）設(shè)100g稀硫酸中所含溶質(zhì)的質(zhì)量為y
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
    98          2
    y          0.2g
=
解得：y=9.8g；
則稀硫酸中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%=9.8%．
答：原100g稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是9.8%．
（3）設(shè)反應(yīng)完成后生成FeSO₄的質(zhì)量為z
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
          152  2
           z   0.2g
=
解得：z=15.2g；
又知：實(shí)驗(yàn)Ⅲ中，反應(yīng)完成后所得溶液質(zhì)量為=溶質(zhì)質(zhì)量+溶劑質(zhì)量；
溶劑全部來自100g的稀硫酸，故溶劑的質(zhì)量=100g-9.8g=90.2g；
則溶液質(zhì)量=90.2g+15.2g=105.4g；
則反應(yīng)完成后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是×100%=14.4%；
答：實(shí)驗(yàn)Ⅲ中，反應(yīng)完成后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是14.4%．
點(diǎn)評：本題主要考查了金屬的化學(xué)性質(zhì)、利用化學(xué)方程式的計(jì)算；掌握物質(zhì)的推斷方法和技巧，了解有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的簡單計(jì)算．本題的第三問求溶液的質(zhì)量也可以根據(jù)質(zhì)量守恒定律，稀硫酸完全反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)三所得溶液質(zhì)量=稀硫酸質(zhì)量+鋼樣中參加反應(yīng)鐵的質(zhì)量-生成氫氣的質(zhì)量．