Question

4．為測定某碳素鋼樣品中鐵的質量分數，現取一定質量的樣品粉未于質量為51.8克的燒杯中，然后逐步加入一定質量分數的稀硫酸，當加入92.5g稀硫酸時恰好完全反應，加入稀硫酸的質量與燒杯及燒杯內物質的總質量的關系如圖．
（1）該實驗取用的樣品質量為37g．
（2）反應后所得溶液中的溶質的質量分數．（寫出計算過程，結果保留一位小數）
（3）反應結束后，小明不慎向燒杯中多加了10g稀硫酸，若在圖中補繪此過程中稀硫酸的質量與燒杯及燒杯內物質的總質量的關系圖，所得線段的終點位于線段AB延長線的上方（填：上方、下方或線上）．

Answer 1

分析 （1）實驗開始時燒杯及燒杯內物質碳素鋼樣品的總質量為88.8g，因此，總質量減去燒杯的質量即為取用的樣品質量；
（2）利用質量守恒定律可計算出鐵與硫酸恰好完全反應時放出氫氣的質量，由反應產生氫氣的質量，根據反應的化學方程式，計算參加反應的鐵和生成的硫酸亞鐵的質量，進而求樣品中鐵的質量分數和反應后所得溶液中的溶質的質量分數；
（3）多加的硫酸沒發生反應而溶液質量直接增加，而此前溶液增加量為所加稀硫酸質量與放出氫氣質量的差，因此，補繪的線段的終點高于原線段的沿長線．

解答 解：（1）該實驗取用的樣品質量=88.8g-51.8g=37g
故答案為：37g；
（2）根據質量守恒定律，恰好完全反應時放出氫氣的質量=92.5g+88.8g-180g=1.3g，
設參加反應鐵的質量為x，生成硫酸亞鐵的質量為y，則
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56        152   2
x          y   1.3g
$\frac{56}{x}$=$\frac{152}{y}$=$\frac{2}{1.3g}$
x=36.4g，y=98.8g
樣品中雜質的質量為：37g-36.4g=0.6g
反應后所得溶液中的溶質的質量分數：$\frac{15.2g}{180g-0.6g-51.8g}$×100%=11.9%；
答：反應后所得溶液中的溶質的質量分數為11.9%；
（3）由于多加入10g稀硫酸時溶液增加量大于恰好完全反應前的溶液增加量，所以，補繪此過程中稀硫酸的質量與燒杯及燒杯內物質的總質量的關系圖，所得線段的終點位于線段AB延長線的上方；
故答案為：上方．

點評 根據質量守恒定律，恰好完全反應時放出氫氣的質量=恰好完全反應時所加稀硫酸的質量+實驗開始時燒杯及燒杯內樣品的質量-恰好完全反應時燒杯與燒杯內物質的質量．