Question

某鋼鐵廠需要測定一批生銹較嚴(yán)重的廢鋼材的銹蝕程度（假定該廢鋼成分為鐵、氧化鐵和雜質(zhì)，雜質(zhì)不溶于水不發(fā)生任何反應(yīng)，而硫酸先與氧化鐵反應(yīng)），取該樣品289加入一潔凈的燒杯中，再將足量的250克稀硫酸平均分為5次加入到燒杯中，獲得實驗數(shù)據(jù)如下：

稀硫酸質(zhì)量（單位/g）	50	50	50	50	50
燒杯內(nèi)剩余物質(zhì)總質(zhì)量（單位/g）	78	128	178	227.8	277.6

將燒杯內(nèi)物質(zhì)過濾得到濾液276.8g，試回答下列問題：（注：該題用初中知識解答）
（1）上述過程中生成氣體的化學(xué)方程式為：

 

；
（2）共生成氣體的質(zhì)量是

 

；
（3）根據(jù)已知條件列出求解參加反應(yīng)的單質(zhì)鐵的質(zhì)量（x）的比例式

 

；
（4）所用稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

 

；
（5）該樣品中被銹蝕的鐵元素占原鋼材（被銹蝕前的）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．（取整數(shù)）

Answer 1

考點：根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算,有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的簡單計算

專題：綜合計算（圖像型、表格型、情景型計算題）

分析：（1）根據(jù)鐵與硫酸反應(yīng)生成氫氣和硫酸亞鐵書寫；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量之差為生成的氣體的質(zhì)量；
（3）根據(jù)鐵與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式和氫氣的質(zhì)量列比例式；
（4）根據(jù)鐵與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式和氫氣的質(zhì)量計算出與鐵反應(yīng)的硫酸的質(zhì)量，再求質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（5）根據(jù)氧化鐵中的鐵元素為被銹蝕的鐵元素進(jìn)行計算．

解答：（1）鐵與硫酸反應(yīng)生成氫氣和硫酸亞鐵，化學(xué)方程式為：Fe+H₂SO₄=H₂↑+FeSO₄；
（2）共生成氣體的質(zhì)量為：250g+28g-277.6g=0.4g；
（3）設(shè)參加反應(yīng)的單質(zhì)鐵的質(zhì)量的質(zhì)量為x
Fe+H₂SO₄=H₂↑+FeSO₄
56       2
x        0.4g
則比例式為：

56

2

=

x

0.4g

解得：x=11.2g；
（4）由實驗數(shù)據(jù)可知，與鐵反應(yīng)的稀硫酸的質(zhì)量為100g
設(shè)與鐵反應(yīng)的稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量為y
Fe+H₂SO₄=H₂↑+FeSO₄
   98    2
   y    0.4g

98

2

=

y

0.4g

解得：y=19.6g
所用稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

19.6g

100g

×100%=19.6%；
（5）原鋼材由鐵和雜質(zhì)組成．
雜質(zhì)的質(zhì)量=277.6g-276.8g=0.8g，
廢鋼材中鐵的質(zhì)量為11.2g，
則廢鋼材中氧化鐵的質(zhì)量=28g-11.2g-0.8g=16g，
被銹蝕的鐵元素的質(zhì)量為：16g×

56×2

56×2+16×3

×100%=11.2g，
樣品中被銹蝕的鐵元素占原鋼材（被銹蝕前的）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

11.2g

11.2g+11.2g+0.8g

×100%≈48%．
故答案為：（1）Fe+H₂S0₄=FeS0₄+H₂↑
（2）0.4g
（3）

56

2

=

x

0.4g

（4）19.6%
（5）48%

點評：解決本題的關(guān)鍵是要知道廢鋼材中被銹蝕的鐵元素、未被銹蝕的鐵元素以及雜質(zhì)的質(zhì)量．