Question

(3分) 化學(xué)興趣小組對(duì)生鐵樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行探究。

【查閱資料】生鐵中除鐵外，還含有碳、硅、磷和硫等元素。碳在生鐵中以兩種形式存在：一種是單質(zhì)碳（C），另一種是化合碳(如Fe₃C)；硅、磷、硫存在形式較為復(fù)雜；這些物質(zhì)通常都不與稀硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)】

	燒杯	燒杯+生鐵樣品	稀硫酸	燒杯+剩余物質(zhì)
質(zhì)量/g	70.4	102.4	247.3	348.7

請(qǐng)計(jì)算：(1)該生鐵樣品中單質(zhì)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

(2)經(jīng)質(zhì)檢部門精確測(cè)定，該樣品中鐵元素的總含量為95.2%(假設(shè)沒(méi)有與硫酸反應(yīng)的鐵都是以Fe₃C形式存在)，求樣品中Fe₃C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

 

Answer 1

【答案】

（1）87.5%   （2）8.25%

【解析】

試題分析：（1）燒杯中反應(yīng)前后減少的質(zhì)量是逸出氫氣的質(zhì)量，利用鐵和硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，根據(jù)氫氣的質(zhì)量可求出單質(zhì)鐵的質(zhì)量，再根據(jù)×100%，求出生鐵樣品中單質(zhì)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

解：根據(jù)質(zhì)量守恒定律得，H₂的質(zhì)量=（102.4g+247.3ｇ）-348.7g=1 g

設(shè)該生鐵樣品中單質(zhì)鐵的質(zhì)量為x

Fe + H₂SO₄       FeSO₄ + H₂ ↑

56                      2

x                       1ｇ

解得，X=28g

根據(jù)題意可知，樣品的質(zhì)量=102.4g -70.4g=32 g ，

則Fe%=

答：該生鐵樣品中單質(zhì)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為87.5%

（2）樣品的質(zhì)量×樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=樣品中鐵元素的總質(zhì)量，再用樣品中鐵元素的總質(zhì)量-單質(zhì)鐵的質(zhì)量，可求出Fe₃C中的鐵元素的質(zhì)量，即32g×95.2%-28g=2.464g；

再根據(jù)Fe₃C中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，求出Fe₃C的質(zhì)量，即2.464g÷=2.64g；

最后計(jì)算出樣品中Fe₃C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=8.25%

答：樣品中Fe₃C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.25%

考點(diǎn)：根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算，元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算

點(diǎn)評(píng)：根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算時(shí)，只要找準(zhǔn)對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算正確即可，但要注意所使用的物質(zhì)的質(zhì)量應(yīng)為參加反應(yīng)的純凈物的質(zhì)量，不可把混合物的質(zhì)量直接代入進(jìn)行計(jì)算。本題的第二小問(wèn)比較難，做這類型題時(shí)應(yīng)從問(wèn)題著手倒著向前分析，直到出現(xiàn)已知條件。