Question

構皮灘電站是西電東送的標志性工程，電站建設正在緊鑼密鼓地進行，百年大計，質量第一．某中學的初三學生在一次社會實踐活動中，為了檢驗所用鋼材是否合格，他們到鋼材下料場的電鋸下獲取一包鋼材粉末樣品．回到實驗室，同學們進行了分組實驗，實驗數據記錄如下表：（燒杯的質量為25.4g，計算結果精確到0.1%）

	第一組	第二組	第三組
燒杯+稀硫酸	200g	150g	150g
加入的鐵樣品	8.5g	8.5g	13.5g
充分反應后，燒杯+剩余物	208.2g	158.2g	163.2g

請認真閱讀上面的內容，分析所有數據，回答下列問題：
（1）鋼材含碳量的范圍是

 

．
（2）哪一組所取的鐵樣品和稀硫酸恰好完全反應？
（3）假設雜質全部為碳，請通過計算說明這批鋼材是否合格？
（4）試計算恰好完全反應后所得溶液中溶質的質量分數？

Answer 1

分析：（1）根據鋼的含碳量回答．
（2）根據反應前物質的總質量和反應后燒杯中剩余物質的質量差判斷生成氫氣的質量，再根據氫氣的質量是否變化判斷硫酸是否完全反應．
（3）根據生成氫氣的質量求樣品中鐵的質量，再求出碳的質量，最后求出碳的質量分數，從而判斷是否合格．
（4）根據生成氫氣的質量求生成的氯化亞鐵的質量，再根據質量守恒定律求反應后溶液的質量，最后求出溶質質量分數．

解答：解：（1）鋼的含碳量為0.03%～2%．
（2）第一組生成氫氣的質量為200g+8.5g-208.2g=0.3g，第二組生成氫氣的質量為150g+8.5g-158.2g=0.3g，第三組生成氫氣的質量為150g+13.5g-163.2g=0.3g，由一、二組知，一組硫酸過量，由二、三組知，三組硫酸不足，所以第二組所取的鐵樣品和稀硫酸恰好完全反應．
（3）解：設8.5g樣品中鐵的質量為X
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56        152   2
X         Y    0.3g

56

2

=

X

0.3g

     
X=8.4g        
 8.5g-8.4g=0.1g 

0.1g

8.5g

×100%=1.2% 
  1.2%＜2%    鋼材合格
（4）

152

2

=

Y

0.3g

   
Y=22.8g    
158.2g-25.4g=132.8g 
  

22.8g

132.8g

×100%=17.2%
答：恰好完全反應后所得溶液中溶質的質量分數為17.2%．
故答案為：（1）0.03%～2%；（2）第二組；（3）含碳量為：1.2%＜2% 鋼材合格；（4）17.2%．

點評：化學方程式與溶液的溶質質量分數相結合的計算是中考熱點，每年必考，要學會溶質的判斷，來源的分析，根據質量守恒定律求溶液質量的方法．