Question

学校课外活动小组为了测定某钢铁厂生铁样品中铁的质量分数，在实验室中称取生铁样品5.8g放入烧杯中（烧杯的质量为30g）．然后再加入50g稀硫酸，使之充分反应后，称量，烧杯及烧杯中物质的总质量为85.6g（已知该反应中稀硫酸恰好反应完，杂质不参与反应）．请计算：
（1）产生氢气的质量是多少？
（2）该生铁样品中铁的质量分数？（精确到0.1%）
（3）反应后的溶液中溶质的质量分数？（精确到0.1%）

Answer 1

解：（1）产生氢气的质量是：5.8g+30g+50g-85.6g=0.2g
（2）设生铁样品中铁的质量为x，生成FeSO₄的质量为y
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56 152 2
x y 0.2g
=，=
x=5.6g，y=15.2g
生铁样品中铁的质量分数=×100%=96.6%
（3）反应后溶液中溶质的质量分数=×100%=27.4%
答：（1）产生氢气的质量为0.2g；（2）该生铁样品中铁的质量分数为96.6%；（3）反应后的溶液中溶质的质量分数为27.4%．
（注：方程式书写正确，解、设、答完整得1分）
分析：（1）生铁为铁与碳所形成的合金，其中铁能与稀硫酸发生反应放出氢气而碳不能与稀硫酸反应；根据质量守恒定律，利用反应前后烧杯内物质质量差，可计算反应放出氢气质量；
（2）根据铁与硫酸反应的化学方程式，由放出氢气质量计算出反应中消耗铁的质量，该质量即生铁样品中所含铁的质量，由此计算该生铁样品中铁的质量分数；
（3）由于该反应中稀硫酸恰好反应完而杂质不参与反应，反应后所得溶液为硫酸亚铁溶液，利用反应的化学方程式由生成氢气质量计算出生成硫酸亚铁的质量，利用质量守恒定律计算出反应后所得溶液质量，据此可完成反应后的溶液中溶质的质量分数的计算．
点评：反应的化学方程式可表示反应中各物质的质量关系，由反应中某物质的质量可计算该反应中其它物质的质量．