Question

上海世博會上需要很多的鋼材來作為建筑材料，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，請認真閱讀上面的內容，分析所有數據，回答下列問題：（鋼的含碳量：0.03%～2%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

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

Answer 1

【答案】分析：（1）首先分析第一組和第二組產生的氫氣量相同，鐵樣品質量相同，但第一組中硫酸質量多，說明第一組硫酸過量；在分析第二組和第三組硫酸質量相同，鐵樣品質量第三組多，而產生的氫氣量仍相同，說明第三組鐵樣品過量．綜上分析，所以第二組中鐵樣品和稀硫酸恰好完全反應．
（2）上面分析已經知道，第二組是恰好完全反應的，所以計算時要用第二組的數據，利用氫氣質量得到鐵的質量，然后得到鐵樣品中雜質碳的質量．
（3）用第二組的數據，利用氫氣質量得到硫酸亞鐵的質量，進而得到硫酸亞鐵的質量分數．
解答：解：（1）由以上第一組和第二組分析可知，8.5g鐵樣品能產生0.3g氫氣，第二組和第三組分析可知，124.6g稀硫酸能產生0.3g氫氣，所以8.5g鐵樣品和124.6g稀硫酸能恰好完全反應，即為第二組．
（2）設樣品中鐵的質量為x，
生成氫氣的質量為：150g+8.5g-158.2g=0.3g
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56        152   2
x          y    0.3 g
=
x=8.4g
8.5g鐵樣品中碳的質量為8.5g-8.4g=0.1g
該鋼的含碳量為：×100%=1.2%
因為：0.03%＜1.2%＜2%，所以鋼材合格
（3）設生成硫酸亞鐵的質量為y，

y=22.8g
8.5g鐵樣品和稀硫酸能恰好完全反應后溶液的質量為：158.2g-25.4g-0.1g=132.7g
溶液中溶質的質量分數為：×100%=17.2%
答：（1）二
（2）這批鋼材合格．
（3）恰好完全反應后所得溶液中溶質的質量分數為17.2%．
點評：此題是一道表格數據型的計算題，而且表格中給出的是多組數據，所以此題的關鍵是通過觀察、分析和比較全部數據，找出有用數據來進行解題．此題很好的考查了學生發散思維的能力．