Question

某钢铁厂需要测定一批生锈较严重的废钢材的锈蚀程度(假定该废钢成分为铁、氧化铁和杂质，杂质不溶于水不发生任何反应，而硫酸先与氧化铁反应)，取该样品28g加入一洁净的烧杯中，再将足量的250克稀硫酸平均分为5次加入到烧杯中，获得实验数据如下：

稀硫酸质量(单位/g)	50	50	50	50	50
烧杯内剩余物质总质量(单位/g)	78	128	178	227．8	277．6

 
将烧杯内物质过滤得到滤液276．8g，试回答下列问题：(注：该题用初中知识解答)
（1）上述过程中生成气体的化学方程式为：                           ；
（2）共生成气体的质量是             ；
（3）根据已知条件列出求解参加反应的单质铁的质量(x)的比例式             ；
（4）所用稀硫酸的溶质质量分数是             ；
（5）该样品中被锈蚀的铁元素占原钢材(被锈蚀前的)的质量分数为             。(取整数)

Answer 1

（1）Fe+H₂SO₄＝FeSO₄+H₂ ↑
（2）0．4g
（3）56／2＝X／0．4g
（4）19．6％
（5）48％

试题分析：（1）铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气；
（2）根据表格，加入的物质的总质量为278g，反应后烧杯内剩余物质总质量277．6g，依据质量守恒定律，减少的质量为生成的氢气的质量：278g-277．6g=0．4g ；
（3）依据质量守恒定律，利用化学方程式根据氢气的质量可求出铁的质量
设铁的质量为X，则：
Fe+H₂SO₄＝FeSO₄+H₂ ↑
56            2
X              0．4g
56／2＝X／0．4g
X=11．2g
（4）设参加50g硫酸溶液中溶质的质量为y：
Fe+H₂SO₄＝FeSO₄+H₂ ↑
98           2
Y          0．2g
98／2＝y／0．2g
X=9．8g
稀硫酸的溶质质量分数=9．8g／50g ×100%=19．6％
（5）根据数据，与氧化铁反应的硫酸的质量无谓150g,溶质的质量=150g×19．6％=29．4g，利用化学方程式可求出氧化铁的质量，根据氧化铁的质量可求出氧化铁中铁元素的质量。
Fe₂O₃+H₂SO₄=Fe₂ (SO₄) ₃+H₂O
160    98
Z   29．4g
160／98＝z／29．4g
Z=29．4g
铁元素的质量=29．4g×112／160 =20．58g
铁的质量=20．58g+11．2g=31．68g
被锈蚀的铁元素占原钢材(被锈蚀前的)的质量分数=20．58g／31．68g×100%=48％