Question

14．鋼鐵工業(yè)是一個國家的支柱產(chǎn)業(yè)之一．某同學(xué)采集了一些生鐵樣品（含雜質(zhì)，雜質(zhì)不溶于水，不與稀硫酸反應(yīng)）采用如圖甲所示裝置進(jìn)行分析，分別稱得錐形瓶與棉花的質(zhì)量為44.1g，生鐵樣品的質(zhì)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(rèn)真分析數(shù)據(jù)，回答下列問題．（錐形瓶中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑）

（1）如何判斷試驗中生鐵樣品已經(jīng)完全反應(yīng)．繼續(xù)向反應(yīng)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(yīng)．
（2）根據(jù)電子天平的數(shù)據(jù)變化進(jìn)行分析，如圖丙圖象中正確的是B．
（3）計算反應(yīng)后所得溶液中硫酸亞鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，根據(jù)氫氣的質(zhì)量可以計算生鐵中鐵的質(zhì)量和硫酸亞鐵的質(zhì)量，進(jìn)一步可以計算樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和反應(yīng)后所得溶液中硫酸亞鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）鐵可以與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，所以繼續(xù)向反應(yīng)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(yīng)；故答案為：繼續(xù)向反應(yīng)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(yīng)；
（2）A、反應(yīng)結(jié)束后，樣品中的雜質(zhì)仍然存在，該選項不正確；
B、生成氫氣的質(zhì)量為：159.0g-158.7g=0.3g，該選項正確；
C、隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液質(zhì)量在增加，該選項不正確．
故填：B．
（2）設(shè)鐵的質(zhì)量為x，生成硫酸亞鐵的質(zhì)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(zhì)量為：159.0g-44.1g-9.0g=105.9g，
形成溶液的質(zhì)量為：8.4g+105.9g-0.3g=114g，
反應(yīng)后所得溶液中硫酸亞鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{22.8g}{114g}$×100%=20%，
答：反應(yīng)后所得溶液中硫酸亞鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%

點評 本題主要考查學(xué)生運(yùn)用假設(shè)法和化學(xué)方程式進(jìn)行計算和推斷的能力，計算時要注意規(guī)范性和準(zhǔn)確性．