Question

18．為測定某碳素鋼樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，現(xiàn)取一定質(zhì)量的樣品粉末于質(zhì)量為51.8g的燒杯中，然后逐步加入一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀硫酸，當(dāng)加入80g稀硫酸時反應(yīng)恰好完全，加入稀硫酸的質(zhì)量與燒杯及燒杯內(nèi)物質(zhì)的總質(zhì)量的關(guān)系如圖．試通過計算完成下列填空：（不能整除時，結(jié)果保留一位小數(shù)）
（1）該實驗取用的樣品質(zhì)量為：17g；
（2）樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：98.8%；
（3）小王不慎在反應(yīng)結(jié)束后，向燒杯中多加了20g稀硫酸，此時，溶液中亞鐵離子在溶液總質(zhì)量中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：14.4%，若在該圖象中補繪此過程中稀硫酸的質(zhì)量與燒杯及燒杯內(nèi)物質(zhì)的總質(zhì)量的關(guān)系圖，所得線段的終點位于線段AB延長線的上方（填“上方”、“下方”或“線上”）．

Answer 1

分析 （1）實驗開始時燒杯及燒杯內(nèi)物質(zhì)碳素鋼樣品的總質(zhì)量為68.8g，因此，總質(zhì)量減去燒杯的質(zhì)量即為取用的樣品質(zhì)量；
（2）利用質(zhì)量守恒定律可計算出鐵與硫酸恰好完全反應(yīng)時放出氫氣的質(zhì)量，由反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，計算參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量，進而求樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（3）反應(yīng)后溶液為硫酸亞鐵，溶液中亞鐵離子的質(zhì)量即硫酸亞鐵中鐵元素的質(zhì)量；硫酸亞鐵中鐵元素全部來自于與硫酸反應(yīng)的鐵，因此，硫酸亞鐵中鐵元素質(zhì)量即參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量；多加了20g稀硫酸后，根據(jù)質(zhì)量守恒定律計算此時溶液的質(zhì)量，然后利用溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算公式計算出溶液中亞鐵離子在溶液總質(zhì)量中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
多加的硫酸沒發(fā)生反應(yīng)而溶液質(zhì)量直接增加，而此前溶液增加量為所加稀硫酸質(zhì)量與放出氫氣質(zhì)量的差，因此，補繪的線段的終點高于原線段的沿長線

解答 解：（1）該實驗取用的樣品質(zhì)量=68.8g-51.8g=17g
故答案為：17g；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，恰好完全反應(yīng)時放出氫氣的質(zhì)量=211.8g+68.8g-280g=0.6g，設(shè)參加反應(yīng)鐵的質(zhì)量為x，則
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56                         2
 x                        0.6g
$\frac{56}{x}=\frac{2}{0.6g}$
x=16.8g，
樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{16.8g}{17g}$×100%≈98.8%
答：樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.8%，
（3）（3）溶液中亞鐵離子在溶液總質(zhì)量中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{16.8g}{148.2g-51.8g+20g}$×100%≈14.4%；
加入80g稀硫酸恰好完全反應(yīng)前，溶液質(zhì)量增加值為加入稀硫酸質(zhì)量與放出氫氣的質(zhì)量差，而多加入的20g稀硫酸不再發(fā)生反應(yīng)，溶液增加量即所加入稀硫酸的質(zhì)量；由于多加入20g稀硫酸時溶液增加量大于恰好完全反應(yīng)前的溶液增加量，所以，補繪此過程中稀硫酸的質(zhì)量與燒杯及燒杯內(nèi)物質(zhì)的總質(zhì)量的關(guān)系圖，所得線段的終點位于線段AB延長線的上方；
故答案為：14.4%；上方．

點評 根據(jù)質(zhì)量守恒定律，恰好完全反應(yīng)時放出氫氣的質(zhì)量=恰好完全反應(yīng)時所加稀硫酸的質(zhì)量+實驗開始時燒杯及燒杯內(nèi)樣品的質(zhì)量-恰好完全反應(yīng)時燒杯與燒杯內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量．