Question

8．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(shù)，科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(shù)據(jù)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(shù)）：
（1）生鐵樣品中鐵的質量分數(shù)是多少？
（2）反應后所得溶液中溶質的質量分數(shù)是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)鐵與硫酸反應放出氫氣的特點，根據(jù)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；根據(jù)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(shù)；
（2）恰好完全反應后所得溶液為硫酸化亞鐵溶液，根據(jù)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(shù)計算公式求出反應后所得溶液中溶質的質量分數(shù)．

解答 解：（1）根據(jù)質量守恒定律，反應生成的氫氣質量=97.0g-96.8g=0.2g；
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
$\frac{56}{x}=\frac{152}{y}=\frac{2}{0.2g}$
x=5.6g，y=15.2g
生鐵樣品中鐵的質量分數(shù)=$\frac{5.6g}{6.0g}$×100%=93.3%
（2）反應后所得溶液中溶質的質量分=$\frac{15.2g}{65.0g+5.6g-0.2g}$×100%≈21.6%
答：（1）生鐵中鐵的質量分數(shù)為93.3%，
（2）反應所得溶液中FeSO₄的質量分數(shù)約為21.6%．

點評 根據(jù)質量守恒定律，反應后所得溶液質量=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．