Question

9．為測定某含鐵樣品中鐵的質量分數(shù)，現(xiàn)取一定質量的樣品粉末于質量為50g的燒杯中，然后逐步加入一定質量分數(shù)的稀硫酸，當加入439.8g稀硫酸時反應恰好完全（樣品中雜質不與稀硫酸反應），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所示，計算：
（1）該實驗取用的樣品質量為20g．
（2）樣品中鐵的質量分數(shù)．
（3）反應結束以后濾液中溶質的質量分數(shù)．（計算結果精確到小數(shù)點后一位）

Answer 1

分析 鐵與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵溶液和氫氣，由加入稀硫酸的質量與燒杯及燒杯內物質的總質量的關系圖，根據(jù)質量守恒定律，燒杯內質量的減少的質量即生成的氫氣質量，據(jù)此根據(jù)反應的化學方程式列式計算出參加反應鐵的質量、生成硫酸亞鐵的質量，進而計算出樣品中鐵的質量分數(shù)、反應結束以后濾液中溶質的質量分數(shù)．

解答 解：（1）該實驗取用的樣品質量為70g-50g=20g．
（2）由質量守恒定律，生成氫氣的質量為70g+439.8g-509.2g=0.6g．
設參加反應鐵的質量為x，生成硫酸亞鐵的質量為y，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56        152   2
x          y   0.6g
$\frac{56}{2}=\frac{x}{0.6g}$     x=16.8g
樣品中鐵的質量分數(shù)為$\frac{16.8g}{20g}$×100%=84%．
（3）$\frac{152}{2}=\frac{y}{0.6g}$      y=45.6g
反應結束以后濾液中溶質的質量分數(shù)為$\frac{45.6g}{16.8g+439.8g-0.6g}$×100%=10%．
答：（1）20；（2）樣品中鐵的質量分數(shù)為84%；（3）反應結束以后濾液中溶質的質量分數(shù)為10%．

點評 本題難度不大，掌握利用化學方程式與溶質質量分數(shù)的綜合計算即可正確解答本題，根據(jù)質量守恒定律計算出氫氣的質量是正確解答本題的前提和關鍵．