Question

某化学兴趣小组用化学方法测定一种钢样品中铁的含量．同学们称取了5.7g钢样品，投入装有50.0g稀盐酸（足量）的烧杯（烧杯质量为70.0g）中．在化学反应过程中对烧杯（包括烧杯中的溶液和残余固体）进行了三次称量，记录如下表：

反应时间/min	4	8	12
烧杯和药品总质量/g	125.6	125.5	125.5

（1）反应中产生氢气

 

，这种钢样品中铁的质量分数为

 

．（请写出计算过程）
（2）钢的类型分为：低碳钢，其含碳量为0.03%～0.3%；中碳钢，其含碳量为0.3%～0.6%；高碳钢，其含碳量为0.6%～2%．假设残留在烧杯中的黑色固体全部是炭，则这种钢属于

 

．
（3）有同学提出：灼烧可使钢中的炭变为二氧化碳挥发掉，灼烧后钢样品质量会减轻．可是他们将一定量的钢样品灼烧后，发现质量反而增加了许多．其原因是

 

．

Answer 1

考点：根据化学反应方程式的计算,质量守恒定律及其应用

专题：有关化学方程式的计算

分析：表中数据表明，第8分钟称得质量和第12分钟称得质量相等，此现象说明在第8分钟称重时已完全反应，此时所称得质量为125.5g，与反应前的总质量=5.7g+50.0g+70.0g=125.7g相比，少了0.2g；由于反应中只放出氢气，所以生成氢气的质量为0.2g；生铁为铁和碳的混合物，其中碳不与盐酸反应，因此所得氢气质量为铁与盐酸反应所产生．据此分析解答即可．

解答：解：（1）根据质量守恒，反应前后质量差即为氢气质量，所以，生成氢气的质量=5.7g+50.0g+70.0g-125.5g=0.2g；
设5.7g钢样品中含铁质量为x，则：
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56             2
x           0.2g

56

x

=

2

0.2g

解得x=5.6g
则这种钢样品含铁：

5.6g

5.7g

×100%≈98.2%；
答：这种钢样品中铁的含量是98.2%；
故答案为：0.2g；98.2%；
（2）这种钢样品中含碳量为：1-98.2%=1.8%，故这种钢属于高碳钢；
故答案是：高碳钢；
（3）铁与空气中的氧气化合生成铁的氧化物，增加的质量远大于钢中碳元素的质量，所以将一定量的钢样品灼烧后，发现质量反而增加了许多
故答案为：铁与空气中的氧气化合生成铁的氧化物，增加的质量远大于钢中碳元素的质量．

点评：运用质量守恒定律，由实验记录的数据分析得出反应放出氢气的质量，为解答本题的基础，体现出运用知识分析问题的能力．