Question

14．鋼鐵工業(yè)是一個國家的支柱產(chǎn)業(yè)之一．某同學采集了一些生鐵樣品（含雜質，雜質不溶于水，不與稀硫酸反應）采用如圖甲所示裝置進行分析，分別稱得錐形瓶與棉花的質量為44.1g，生鐵樣品的質量為9.0g．在錐形瓶中加入足量稀硫酸后，立即開始記錄電子天平的示數(shù)，記錄數(shù)據(jù)如圖乙，請認真分析數(shù)據(jù)，回答下列問題．（錐形瓶中發(fā)生的化學反應為：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑）

（1）如何判斷試驗中生鐵樣品已經(jīng)完全反應．繼續(xù)向反應后的濾渣中加入稀硫酸，如果沒有氣泡冒出，則說明生鐵樣品已經(jīng)完全反應．
（2）根據(jù)電子天平的數(shù)據(jù)變化進行分析，如圖丙圖象中正確的是B．
（3）計算反應后所得溶液中硫酸亞鐵的質量分數(shù)．

Answer 1

分析 鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，根據(jù)氫氣的質量可以計算生鐵中鐵的質量和硫酸亞鐵的質量，進一步可以計算樣品中鐵的質量分數(shù)和反應后所得溶液中硫酸亞鐵的質量分數(shù)．

解答 解：（1）鐵可以與鹽酸反應產(chǎn)生氫氣，所以繼續(xù)向反應后的濾渣中加入稀硫酸，如果沒有氣泡冒出，則說明生鐵樣品已經(jīng)完全反應；故答案為：繼續(xù)向反應后的濾渣中加入稀硫酸，如果沒有氣泡冒出，則說明生鐵樣品已經(jīng)完全反應；
（2）A、反應結束后，樣品中的雜質仍然存在，該選項不正確；
B、生成氫氣的質量為：159.0g-158.7g=0.3g，該選項正確；
C、隨著反應的進行，溶液質量在增加，該選項不正確．
故填：B．
（2）設鐵的質量為x，生成硫酸亞鐵的質量為y，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，
56        152   2
x          y   0.3g
$\frac{56}{x}$=$\frac{152}{y}$=$\frac{2}{0.3g}$，
x=8.4g，y=22.8g，
稀硫酸的質量為：159.0g-44.1g-9.0g=105.9g，
形成溶液的質量為：8.4g+105.9g-0.3g=114g，
反應后所得溶液中硫酸亞鐵的質量分數(shù)為：$\frac{22.8g}{114g}$×100%=20%，
答：反應后所得溶液中硫酸亞鐵的質量分數(shù)為20%

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．