Question

13．鋼是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于2%的鐵碳合金，生鐵是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2%-4.3%的鐵碳合金，某種鐵碳合金，除鐵外，只含碳元素，西大附中化學(xué)興趣小組的同學(xué)對(duì)這種合金的組成進(jìn)行了探究，他們稱取了5.8g合金，投入盛有45.4g稀鹽酸的燒杯中恰好完全反應(yīng)，反應(yīng)后燒杯內(nèi)剩余物質(zhì)質(zhì)量為51g，則：
（1）過程產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為0.2g；
（2）該合金中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少，是生鐵還是鋼？（計(jì)算結(jié)果精確至0.1%）
（3）最后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？

Answer 1

分析 碳不能和稀鹽酸反應(yīng)，鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，反應(yīng)前后質(zhì)量差即為反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量，根據(jù)氫氣質(zhì)量可以計(jì)算鐵的質(zhì)量和反應(yīng)生成氯化亞鐵的質(zhì)量，進(jìn)一步可以計(jì)算該合金中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及其最后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）過程產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為：5.8g+45.4g-51g=0.2g，
故填：0.2．
（2）設(shè)鐵的質(zhì)量為x，反應(yīng)生成氯化亞鐵質(zhì)量為y，
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑，
56             127    2
x                y    0.2g
$\frac{56}{x}$=$\frac{127}{y}$=$\frac{2}{0.2g}$，
x=5.6g，y=12.7g，
該合金中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{5.8g-5.6g}{5.8g}$×100%=3.4%，
由計(jì)算可知，該合金是生鐵，
答：該合金中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.4%，是生鐵．
（3）最后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：$\frac{12.7g}{5.6g+45.4g-0.2g}$×100%=25%，
答：最后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是25%．

點(diǎn)評(píng) 差量法在計(jì)算中的應(yīng)用很廣泛，解答的關(guān)鍵是要分析出物質(zhì)的質(zhì)量差與要求的未知數(shù)之間的關(guān)系，再根據(jù)具體的數(shù)據(jù)求解．