Question

6．小紅同學(xué)想測(cè)定從家中帶來(lái)的一枚10.0g的久置生銹的鐵釘（除氧化鐵以外的雜質(zhì)忽略不計(jì)）中金屬鐵的含量，進(jìn)行如圖1所示實(shí)驗(yàn)探究：

小雨同學(xué)將以上實(shí)驗(yàn)探究所記錄的數(shù)據(jù)繪制如圖2所示．
請(qǐng)根據(jù)這兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)探究成果回答下列問(wèn)題：
（1）氣體A的質(zhì)量是0.2g．
（2）溶液B中含陽(yáng)離子是Fe²⁺、Fe³⁺（寫(xiě)符號(hào)）．
（3）該枚鐵釘中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程，計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù)）
（4）a的數(shù)值是60．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖象中的數(shù)據(jù)可以確定生成氫氣的質(zhì)量；
（2）根據(jù)圖象中鹽酸和氣體A的關(guān)系可以看出，鹽酸全部反應(yīng)，鹽酸和鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，鹽酸和氧化鐵反應(yīng)生成氯化鐵和水進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)圖象中鹽酸和鐵、氧化鐵的反應(yīng)關(guān)系確定鐵元素的質(zhì)量，然后計(jì)算鐵釘中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（4）根據(jù)氧化鐵先于鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水，然后鐵再與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，然后結(jié)合題中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析．

解答 解：（1）通過(guò)分析圖象中的數(shù)據(jù)可以確定生成氫氣的質(zhì)量0.2g；
（2）通過(guò)圖象中鹽酸和氣體A的關(guān)系可以看出，鹽酸全部反應(yīng)，鹽酸和鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，鹽酸和氧化鐵反應(yīng)生成氯化鐵和水，所以溶液B中含陽(yáng)離子是Fe³⁺ 和 Fe²⁺；
（3）設(shè)這枚生銹的鐵釘中含鐵為x，消耗鹽酸的質(zhì)量為y，
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56   73        2
x     y       0.2g
$\frac{56}{x}$=$\frac{2}{0.2g}$=$\frac{73}{y}$     
x=5.6g
y=7.3g
所以與鐵反應(yīng)的鹽酸的質(zhì)量為：$\frac{7.3g}{10%}$=73g，
所以a=133g-73g=60g；
所以鐵銹中氧化鐵的質(zhì)量為：10.0g-5.6g=4.4g，
氧化鐵中鐵元素的質(zhì)量為：4.4g$\frac{112}{160}$×100%=3.08g
所以鐵釘中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{5.6g+3.08g}{10g}$×100%=86.8%．
故答案為：（1）0.2；
（2）Fe²⁺、Fe³⁺；
（3）86.8%；
（4）60．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了化學(xué)方程式的計(jì)算，難度不大，注意解題的規(guī)范性．