Question

某化學興趣小組為了分析生鐵中鐵的含量，進行了實驗研究，即取60g經粉碎后的生鐵，把800稀硫酸分4次加入到該樣品中，測得數據記錄如下表：

	第1次	第2次	第3次	第4次
加入稀硫酸質量（g）	200	200	200	200
剩余固體質量（g）	37.6	15.2	4	4

（說明：生鐵中雜質不溶于水，也不與硫酸反應．）
（1）第2次測得剩余固體質量為15.2g，其成分為

 

．
A．鐵        B．鐵和碳          C．碳
（2）生鐵中鐵的質量分數為多少？（寫出計算過程，結果保留到小數點后一位）
（3）計算所用稀硫酸的溶質質量分數為多少？（寫出計算過程，結果保留到小數點后一位）并畫出反應生成的氫氣質量與加入稀硫酸質量的關系圖．

Answer 1

分析：（1）首先分析圖表可發現向第二次的剩余固體中加硫酸，固體繼續減少，說明第二次剩余固體中鐵剩余，當然碳不反應，也剩余，且碳的質量為4g．
（2）分析圖表可得出碳的質量為4g．
（3）分析圖表可得出結論：每200g硫酸可以反應37.6-15.2=22.4g鐵，可根據化學方程式計算出22.4g鐵反應的硫酸的質量．

解答：解：（1）分析圖表可發現向第二次的剩余固體中加硫酸，固體繼續減少，說明第二次剩余固體中鐵剩余，當然碳不反應，也剩余．
故答案為：B
（2）分析圖表可知最終剩余固體的4g為碳．
所以生鐵中鐵的質量分數為：

60-4

60

×100%=93.3%
（3）分析圖表可得出結論：每200g硫酸可以反應37.6-15.2=22.4g鐵，
設200g稀硫酸中的溶質質量為x，22.4g鐵反應生成氫氣的質量為y則
   Fe+H₂SO₄ =FeSO₄+H₂↑
   56   98        2
  22.4g   x       y
 

56

22.4g

=

98

x

=

2

y

解之得：x=39.2g，y=0.8g
稀硫酸的溶質質量分數為：

39.2g

200g

×100%=19.6%
可得出56g鐵反應生成氫氣的質量為0.8g×

56

22.4

=2g，恰好反應消耗的硫酸質量為500g
由于鐵和硫酸反應生成氫氣的質量和反應的500g硫酸成正比，所以圖象如上：
答：生鐵中鐵的質量分數為93.3%，稀硫酸的溶質質量分數為19.6%．

點評：本題有一定的難度，要求學生分析數據，篩選信息，并利用數據根據化學方程式進行的計算．