Question

某化學(xué)調(diào)查小組的同學(xué)到鋼鐵廠做社會調(diào)查．他們抽取組成完全相同的質(zhì)量為2.84g、4.26g、6.28g的三份鋼樣（假設(shè)鋼樣中只含鐵和碳），分別加入100g稀硫酸中進行實驗（實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ），充分反應(yīng)后，將得到的實驗數(shù)據(jù)繪制出如下圖象：
試回答（計算結(jié)果精確到0.1%）：
（1）該鋼樣含鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

 

．
（2）稀硫酸完全參加反應(yīng)的實驗中，反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少．

Answer 1

分析：（1）對比實驗Ⅰ、實驗Ⅱ可得，實驗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)量可計算參加反應(yīng)鐵的質(zhì)量，再求出該鋼樣含鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（2）由實驗一Ⅰ的數(shù)據(jù)可知，2.84g鋼樣完全反應(yīng)放出氫氣0.1g，同樣組成的鋼樣4.26完全反應(yīng)可放出氫氣0.15g；而實驗Ⅲ取鋼樣6.23g時結(jié)果得到氫氣只有0.2g，說明鋼樣未完全反應(yīng)，則稀硫酸不足，稀硫酸完全反應(yīng)；此時所得溶液為硫酸亞鐵溶液，然后計算溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，硫酸亞鐵質(zhì)量要根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，由生成氫氣質(zhì)量計算；而反應(yīng)后溶液質(zhì)量可根據(jù)質(zhì)量守恒進行計算．

解答：解：（1）設(shè)實驗Ⅰ參加反應(yīng)的鐵質(zhì)量為x．
Fe+H₂SO₄=H₂↑+FeSO₄
56       2
x       0.10g

56

x

=

2

0.1g

 x=2.8g
2.84g鋼鐵樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：

2.8g

2.84g

×100%≈98.6%
（2）由表中數(shù)據(jù)分析，實驗Ⅲ中100g稀硫酸完全反應(yīng)．
設(shè)實驗Ⅲ消耗鐵的質(zhì)量為y，生成硫酸亞鐵的質(zhì)量為z．
Fe+H₂SO₄=H₂↑+FeSO₄
56       2    152   
y        0.2g   z   

56

y

=

2

0.2g

y=5.6g

152

z

=

2

0.2g

　z=15.2g   
所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

15.2g

100g+5.6g-0.2g

×100%=14.4%．
答：反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是14.4%．
故答案為：（1）98.6%；（2）14.4%．

點評：本題難度較大，主要考查了實驗數(shù)據(jù)的分析，根據(jù)分析出來的數(shù)據(jù)進行有關(guān)化學(xué)方程式的計算，從而培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力．