Question

18．實驗室有一瓶含有硫酸的廢液，老師請小紅同學設計方案測定該廢液中硫酸的溶質質量分數．小紅同學先取一潔凈小燒杯，稱其質量為16.2g，然后往其中倒入少量硫酸廢液后稱量，總質量為56.2g，之后，將一枚質量為10.8g的鐵釘（已用砂紙打磨去掉鐵銹）放入該小燒杯中反應，待鐵釘表面不再有氣泡產生后，再次稱量，總質量為66.8g．
請回答下列問題：
（1）寫出上述反應的化學方程式：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．
（2）反應中產生的氣體的質量是0.2 g．
（3）計算該廢液中硫酸的質量分數（寫出計算過程，計算結果保留一位小數）．
（4）如果鐵釘的鐵銹未除凈，對計算結果的影響是偏小 （選填“偏大”、“偏小”、“無影響”），原因是硫酸與鐵銹反應．

Answer 1

分析 （1）根據鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，寫出反應的化學方程式；
（2）利用質量差可以求生成氫氣的質量；
（3）根據氫氣的質量求出硫酸中溶質的質量，從而求出廢液中硫酸的質量分數即可．
（4）根據硫酸與鐵銹的反應分析對計算結果的影響．

解答 解：（1）鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，反應的化學方程式是：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（2）完全反應后，容器中的物質的質量差，就是生成氫氣的質量，氫氣的質量為：56.2g+10.8g-66.8g=0.2g；
（3）設與鐵反應的硫酸的質量為x，
燒杯中稀硫酸廢液的質量為：56.2g-16.2g=40g
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
    98          2
    x          0.2g
$\frac{98}{x}=\frac{2}{0.2g}$
x=9.8g
該廢液中硫酸的質量分數=$\frac{9.8g}{40g}×$100%=24.5%
（4）由于硫酸與鐵銹的反應，如果鐵釘的鐵銹未除凈，對計算結果的影響是偏�。�
故答為：（1）Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；（2）0.2； （3）該廢液中硫酸的質量分數是24.5%；（4）偏小，硫酸與鐵銹反應．

點評 本題主要考查有關化學方程式的計算，難度較�。�根據質量的變化求出生成氫氣的質量是進行有關計算的基礎．