Question

生鐵和鋼都是合金，鋼中碳的含量在0.03%～2.0%之間，生鐵中碳的含量在2.0%～4.3%之間．將一塊質量為9.00g的鐵合金放入錐形瓶中，再向錐形瓶中加入100g稀硫酸，恰好使鐵合金中的鐵完全反應（碳不溶于稀硫酸；鐵合金中其它元素含量很低，可忽略不計），測得生成氫氣的體積為3.50L（氫氣在該條件下的密度為0.0880g/L）．試計算回答：（計算結果保留三位有效數字）
（1）生成氫氣的質量．
（2）該鐵合金中含鐵的質量．
（3）該鐵合金是生鐵還是鋼？

Answer 1

分析：（1）由生成氫氣的體積和氫氣的密度可以計算出生成氫氣的質量．
（2）由生成氫氣的質量，根據鐵與稀硫酸反應的化學方程式可以計算出發生反應的鐵的質量．
（3）由鐵合金的質量和所含鐵的質量，可以計算出鐵合金中的含碳量，對照生鐵和鋼的含碳量，就可以確定該鐵合金是生鐵還是鋼．

解答：解：（1）生成氫氣的質量為：3.50L×0.0880g∕L=0.308g
（2）設含鐵的質量為x
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56              2
x             0.308g

56

2

=

x

0.308g

，
x=8.624g
（3）該鐵合金中碳元素的質量分數為

9.00g-8.624g

9.00g

×100%≈4.2%
∵2.0%＜4.2%＜4.3%
∴該鐵合金是生鐵．
答：（1）生成氫氣的質量為0.308g．
（2）鐵合金中含鐵的質量為8.624g．
（3）該鐵合金是生鐵．

點評：本題主要考查質量與體積之間的換算、有關化學方程式的計算和質量分數的計算．
體積與質量之間的換算可以根據m=ρv這一公式進行．
由生成物的質量可以根據化學方程式計算出反應物的質量．
某元素或物質的質量分數該元素或物質的質量與總質量的百分比．