Question

某鋼鐵廠需要測定一批生銹較嚴重的廢鋼材的銹蝕程度(假定該廢鋼成分為鐵、氧化鐵和雜質，雜質不溶于水不發生任何反應，而硫酸先與氧化鐵反應)，取該樣品28g加入一潔凈的燒杯中，再將足量的250克稀硫酸平均分為5次加入到燒杯中，獲得實驗數據如下：

稀硫酸質量(單位/g)	50	50	50	50	50
燒杯內剩余物質總質量(單位/g)	78	128	178	227．8	277．6

 
將燒杯內物質過濾得到濾液276．8g，試回答下列問題：(注：該題用初中知識解答)
（1）上述過程中生成氣體的化學方程式為：                           ；
（2）共生成氣體的質量是             ；
（3）根據已知條件列出求解參加反應的單質鐵的質量(x)的比例式             ；
（4）所用稀硫酸的溶質質量分數是             ；
（5）該樣品中被銹蝕的鐵元素占原鋼材(被銹蝕前的)的質量分數為             。(取整數)

Answer 1

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

解析試題分析：（1）鐵與硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣；
（2）根據表格，加入的物質的總質量為278g，反應后燒杯內剩余物質總質量277．6g，依據質量守恒定律，減少的質量為生成的氫氣的質量：278g-277．6g=0．4g ；
（3）依據質量守恒定律，利用化學方程式根據氫氣的質量可求出鐵的質量
設鐵的質量為X，則：
Fe+H₂SO₄＝FeSO₄+H₂ ↑
56            2
X              0．4g
56／2＝X／0．4g
X=11．2g
（4）設參加50g硫酸溶液中溶質的質量為y：
Fe+H₂SO₄＝FeSO₄+H₂ ↑
98           2
Y          0．2g
98／2＝y／0．2g
X=9．8g
稀硫酸的溶質質量分數=9．8g／50g ×100%=19．6％
（5）根據數據，與氧化鐵反應的硫酸的質量無謂150g,溶質的質量=150g×19．6％=29．4g，利用化學方程式可求出氧化鐵的質量，根據氧化鐵的質量可求出氧化鐵中鐵元素的質量。
Fe₂O₃+H₂SO₄=Fe₂ (SO₄) ₃+H₂O
160    98
Z   29．4g
160／98＝z／29．4g
Z=29．4g
鐵元素的質量=29．4g×112／160 =20．58g
鐵的質量=20．58g+11．2g=31．68g
被銹蝕的鐵元素占原鋼材(被銹蝕前的)的質量分數=20．58g／31．68g×100%=48％
考點：利用化學方程式的計算