Question

某校化學實驗課上，同學們用化學方法探究一種鋼樣品中鐵的含量．同學們將11.4g鋼樣品和20.0g稀鹽酸（足量）放入質量為120.0g燒杯中．在化學反應過程中對燒杯及其中的剩余物進行了四次稱量，記錄如下表：

反應時間	T0	T1	T2	T3
燒杯和藥品質量/g	151.4	151.3	151.0	151.0

（最后結果保留一位小數）
（1）反應中產生氫氣的質量是________g．
（2）鋼的類型分為：

低碳鋼	中碳鋼	高碳鋼
含碳量0.03%-0.3%	含碳量0.3%-0.6%	含碳量0.6%-2%

假設殘留在燒杯中的黑色固體全部是碳單質，試通過計算判斷這種鋼屬于哪種類型的鋼？
（3）某鋼廠欲冶煉1000t這種鋼材，需含氧化鐵80%的赤鐵礦多少噸？

Answer 1

解：（1）反應中產生氫氣的質量=11.4g+20.0g+120.0g-151.0g=0.4g；故答案為：0.4；
（2）設鋼樣品中含鐵的質量為x，
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑
56 2
x 0.4g
∴=，
解之得：x=11.2g；
鋼樣品中的含碳量=×100%=1.75%；
對照圖表數據可知，這種鋼屬于高碳鋼；
（3）1000t×（1-1.75%）÷70%÷80%=1754.5t．
答：需要這種赤鐵礦石1754.5t．
分析：（1）由圖示數據可以看出，T₂和T₃時的剩余物質質量相等，說明T₂時反應已完全，氣體不再產生．根據質量守恒定律，反應中產生氫氣的質量=反應前物質質量總和-T₂反應后物質質量總和；
（2）利用鐵與鹽酸反應的化學方程式和生成氫氣的質量，列出比例式，就可計算出鋼樣品中含鐵的質量，進而計算出鋼樣品中含碳的質量（鋼樣品質量-鋼樣品中含鐵的質量），然后根據質量分數公式就可計算出鋼樣品的含碳量，對照圖表數據，即可判斷這種鋼屬于哪種類型的鋼；
（3）根據（2）中計算出的鋼樣品的含碳量，得出鋼樣品的含鐵量（1-鋼樣品的含碳量），“1000t×鋼的含鐵量”求出冶煉1000t這種鋼材含鐵的質量，除以氧化鐵中鐵的質量分數，求出需氧化鐵的質量，再除以80%，計算出需赤鐵礦的質量．
點評：本題主要考查學生利用化學方程式進行計算的能力．解題的關鍵是根據質量守恒定律求出生成氣體的質量，為解答打開突破口，余下的問題就可迎刃而解．