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65.0g稀硫酸，恰好完全反應（假設雜質不參與反應）．測得的實驗數據如下：

	反應前	反應后
燒杯及其中物質的質量	97.0g	96.8g

請你完成有關計算（結果保留一位小數）：
（1）反應放出的氫氣是多少？
（2）生鐵樣品的質量分數是多少？
（3）反應后所得溶液中溶質的質量分數是多少？

Answer 1

分析：（1）根據鐵與硫酸反應放出氫氣的特點，根據質量守恒定律，可判斷反應前后質量差為恰好完全反應時所產生的氫氣質量；
（2）根據反應的化學方程式，由恰好完全反應時生成氫氣的質量計算所消耗鐵的質量；鐵的質量與樣品的質量比可計算生鐵樣品的質量分數；
（3）恰好完全反應后所得溶液為硫酸化亞鐵溶液，根據反應的化學方程式，由氫氣質量計算出生成的硫酸亞鐵的質量，利用質量守恒定律計算出恰好完全反應后所得溶液質量，然后利用溶液中溶質質量分數計算公式求出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，反應生成的氫氣質量=97g-96.8g=0.2g；
（2）設生鐵中鐵的質量為x，生成硫酸亞鐵質量為y，則
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56       152   2
x         y   0.2g

56

x

=

2

0.2g

  x=5.6g

152

y

=

2

0.2g

y=15.2g
生鐵樣品中鐵的質量分數=

5.6g

6g

×100%=93.3%
（3）反應后所得溶液中溶質的質量分=

15.2g

65.0g+5.6g-0.2g

×100%≈21.6%
答：（1）生成氫氣0.2g，
（2）生鐵中鐵的質量分數為93.3%，
（3）反應所得溶液中FeSO₄的質量分數約為21.6%．
（注：其他合理解答，只要思路清晰，答案正確均應給分）

點評：根據質量守恒定律，反應后后所得溶液質量=參加反應鐵的質量+所加入的稀硫酸的質量-反應放出氫氣的質量．