Question

生鐵是鐵和碳的合金．為測定某煉鐵廠生產的生鐵樣品中鐵的質量分數，化學興趣小組的同學稱得該生鐵樣品6.0g，放入燒杯中，向其中加入146.6g稀硫酸，恰好完全反應（雜質不參與反應）．測得的實驗數據如下：

	燒杯、反應前所加樣品及稀硫酸質量之和	反應后燒杯及其中物質質量之和
質量	172.6g	172.4g

請你完成有關計算：
（1）反應放出的氫氣的質量是多少？
（2）生鐵樣品中鐵的質量分數是多少？
（3）反應后所得溶液中溶質的質量分數是多少？

Answer 1

分析：（1）根據質量守恒定律，反應前后所加樣品及稀硫酸質量和的差值即反應放出氫氣的質量；
（2）根據反應的化學方程式，由放出氫氣質量計算生鐵樣品中鐵的質量，該質量與樣品質量比可計算生鐵樣品中鐵的質量分數；
（3）反應后所得硫酸亞鐵溶液的質量可由質量守恒定律求得，而硫酸亞鐵的質量可通過化學方程式，由氫氣質量求得，二者質量比可計算反應后所得溶液中溶質的質量分數．

解答：解：（1）根據質量守恒定律，氫氣的質量：172.6g-172.4g=0.2g
（2）設生鐵樣品中鐵的質量為x
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56              2
x              0.2g

56

x

=

2

0.2g

x=5.6g

5.6g

6g

×100%≈93.3%
（3）設反應后生成硫酸亞鐵的質量為y
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
           152   2
            y   0.2g

152

y

=

2

0.2g

y=15.2g

15.2g

5.6g+146.6g-0.2g

×100%=10%
答：（1）反應放出的氫氣的質量是0.2g；（2）生鐵樣品中鐵的質量分數是93.3%；（3）反應后所得溶液中溶質的質量分數是10%．

點評：根據質量守恒定律，反應后溶液的質量=參加反應鐵的質量+所加入稀硫酸的質量-反應放出氫氣的質量．