Question

某化學(xué)小組的同學(xué)到鋼鐵廠做社會調(diào)查．他們抽取組成相同、質(zhì)量不同的三份鋼的樣品（假設(shè)鋼的樣品中只含鐵和碳），分別加入100g 19.6%的硫酸進(jìn)行實驗（見下表），充分反應(yīng)后，用得到的實驗數(shù)據(jù)繪制出如圖所示的圖象．

實驗序號	鋼樣的質(zhì)量/g	19.6%硫酸的質(zhì)量/g
一	5.68	100g
二	8.52	100g
三	12.46	100g

試回答：
（1）實驗一中參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為多少克？
（2）稀硫酸完全反應(yīng)的實驗中，反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？

Answer 1

分析：（1）對比實驗一、實驗二可得，實驗一中5.68g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；
（2）由實驗一的數(shù)據(jù)可知，5.68g鋼樣完全反應(yīng)放出氫氣0.2g，同樣組成的鋼樣11.36g完全反應(yīng)可放出氫氣0.4g；而實驗三取鋼樣12.46g時結(jié)果得到氫氣只有0.4g，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，溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

硫酸亞鐵的質(zhì)量

反應(yīng)后溶液質(zhì)量

×100%，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(jìn)行計算．

解答：解：（1）設(shè)實驗一中參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為x
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56              2
x              0.2g

56

x

=

2

0.2g

  x=5.6g
（2）實驗三中100g稀硫酸完全反應(yīng)；設(shè)反應(yīng)生成FeSO₄的質(zhì)量為y；消耗鐵的質(zhì)量為z
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56        152   2
z          y   0.4g

152

y

=

2

0.4g

  y=30.4g

56

z

=

2

0.4g

  z=11.2g
所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

30.4g

100g+11.2-0.4g

×100%=27.4%
答：（1）實驗一中參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為5.6g；
（2）稀硫酸完全反應(yīng)的實驗三中，反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是27.4%．

點評：根據(jù)質(zhì)量守恒定律，稀硫酸完全反應(yīng)的實驗三所得溶液質(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．