Question

(12分)某學生在課外活動中用鐵粉(含雜質且雜質不參加反應)和稀硫酸反應制
取氫氣。所做5次實驗結果記錄如下表(每次實驗產生的氫氣全部被收集，且體積在相同
條件下測定。該條件下氫氣的密度是0．089∥L)，

根據上述實驗結果進行分析、計算，并回答下列問題：
(1)上述實驗中，鐵粉一定過量的實驗編號是_________；
(2)鐵粉的純度是________；
(3)計算稀硫酸的質量分數(要求寫出計算過程，計算結果精確到0.1)。

Answer 1

(1)5     (2分)                       (2)96．5％(3分)
(3)解：根據表中所給數據分析，確定3組實驗恰好完全反應……………………(1分)
設生成2．24 L氫氣需H₂S0₄的質量為m
Fe  +  H₂S0₄  =  FeS0₄+H₂↑………………………………………………(2分)
98            2
m       2．24 L×0．089 g／L
98/m= 2/ (2．24 L×0．089 g／L)
m=9．8 g………………………………………………………………(2分)
稀硫酸的質量分數=9.8g/50g×l00％=19．6％………………………………………(1分)
答：稀硫酸的質量分數是19．6％。    (1分)

分析：（1）根據實驗3和實驗5可以看出同樣是50g稀硫酸，與不同質量的鐵粉反應放出氫氣的體積相等，說明在第五次實驗中加入的鐵粉是過量的；
（2）比較實驗3和實驗5，不同質量的鐵粉與等質量的硫酸反應生成氫氣的質量相等，說明此時硫酸的已經被完全消耗，即50g硫酸只能產生2.24L氫氣，比較實驗3和實驗4，同質量的鐵粉和不同質量的硫酸反應生成氫氣的質量相等，說明此時鐵粉已被完全消耗，即5.8g鐵只能產生2.24L氫氣，綜合兩方面的分析可以知道5.8g鐵粉和50g硫酸恰好完全反應，即實驗3是恰好完全反應的，故可以根據實驗3的數據完成（2）和（3）的計算．
解答：解：（1）比較實驗3和實驗5可知：同樣是50g稀硫酸，與不同質量的金屬反應放出氫氣的體積相等，所以可以判斷實驗5中的金屬是過量的；
根據表中所給數據分析，確定3組實驗恰好完全反應
（2）設生成2.24 L氫氣需H₂S0₄的質量為x，5.8個鐵粉中含有鐵的質量為y，則：
Fe+H₂S0₄═FeS0₄ +H₂↑
56  98           2
y   x        2.24 L×0.089 g/L
 = =
解得：x=9.8 g  y=5.6g
（2）鐵的純度為：×100%=96.6%；
（3）稀硫酸的質量分數=×l00%=19.6%；
答：（3）稀硫酸的質量分數是19.6%． 
故答案為：（1）5；
（2）96.6%；
（3）19.6%．
點評：綜合分析數據，找出量之間的關系分析反應物與生成物之間的質量關系，分析出物質的剩余，選擇計算的數據一定是被完全反應的物質，這樣才可以正確求出相應的未知量．