Question

某化學小組的同學到鋼鐵廠做社會調查．他們抽取組成相同、質量不同的三份鋼的樣品（假設鋼的樣品中只含鐵和碳），分別加入100g 19.6%的硫酸進行實驗（見下表），充分反應后，用得到的實驗數據繪制出如圖所示的圖象．

實驗序號	鋼樣的質量/g	19.6%硫酸的質量/g
一	5.68	100g
二	8.52	100g
三	12.46	100g

試回答：
（1）實驗一中參加反應的鐵的質量為多少克？
（2）稀硫酸完全反應的實驗中，反應后所得溶液中溶質的質量分數是多少？

Answer 1

解：（1）設實驗一中參加反應的鐵的質量為x
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56 2
x 0.2g
x=5.6g
（2）實驗三中100g稀硫酸完全反應；設反應生成FeSO₄的質量為y；消耗鐵的質量為z
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56 152 2
z y 0.4g
y=30.4g
z=11.2g
所得溶液中溶質的質量分數=×100%=27.4%
答：（1）實驗一中參加反應的鐵的質量為5.6g；
（2）稀硫酸完全反應的實驗三中，反應后所得溶液中溶質的質量分數是27.4%．
分析：（1）對比實驗一、實驗二可得，實驗一中5.68g鋼樣與稀硫酸完全反應，根據鐵與硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣的化學方程式，由反應放出氫氣的質量可計算參加反應鐵的質量；
（2）由實驗一的數據可知，5.68g鋼樣完全反應放出氫氣0.2g，同樣組成的鋼樣11.36g完全反應可放出氫氣0.4g；而實驗三取鋼樣12.46g時結果得到氫氣只有0.4g，說明鋼樣未完全反應，則稀硫酸不足，稀硫酸完全反應；此時所得溶液為硫酸亞鐵溶液，溶質的質量分數=，硫酸亞鐵質量要根據反應的化學方程式，由生成氫氣質量計算；而反應后溶液質量可根據質量守恒進行計算．
點評：根據質量守恒定律，稀硫酸完全反應的實驗三所得溶液質量=稀硫酸質量+鋼樣中參加反應鐵的質量-生成氫氣的質量．