Question

6．某化學(xué)課外活動(dòng)小組測(cè)定長(zhǎng)期放置的鐵粉中鐵單質(zhì)的百分含量．他們準(zhǔn)確稱量?jī)煞葙|(zhì)量各為10.0g的鐵粉樣品，分別進(jìn)行如下操作：
（1）如圖所示甲同學(xué)記錄天平砝碼和游碼的數(shù)據(jù)為54.0g．將氣球中的10.0g鐵粉樣品加入到盛有過量的稀硫酸的錐形瓶中，反應(yīng)停止后，天平是否平衡（不考慮空氣浮力）是（填“是”或“否”）；要想獲取實(shí)驗(yàn)的相關(guān)數(shù)據(jù)，后面必須的操作是AD（假設(shè)氣球不破裂且能恢復(fù)原狀）．
A、打開彈簧夾a放出氣體                         B、取下砝碼
C、向右撥動(dòng)游碼至天平平衡                       D、向左撥動(dòng)游碼至天平平衡
（2）乙同學(xué)把10.0g鐵粉樣品加入到足量的硫酸銅溶液中，充分反應(yīng)后過濾、洗滌、干燥、稱量，得到固體10.8g，計(jì)算該樣品中鐵單質(zhì)的百分含量．（寫出計(jì)算過程）

Answer 1

分析 （1）給定的設(shè)計(jì)想通過鐵粉和硫酸反應(yīng)生成的氣體或者總質(zhì)量的變化量來確定或者求算鐵的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（2）本題由于加入的硫酸銅的質(zhì)量足量，由于鐵和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅（假定不考慮鐵表面附著銅，進(jìn)而能充分反應(yīng)），10.0和10.8都是含雜質(zhì)的物質(zhì)的質(zhì)量，所以均不可以直接用于化學(xué)方程式，所以可以采用差量法計(jì)算．

解答 解：
（1）將氣球中的10.0g鐵粉樣品加入到盛有過量的稀硫酸的錐形瓶中，反應(yīng)停止后，由于反應(yīng)處于密閉環(huán)境中，且題干提示不考慮空氣的浮力，所以天平平衡．
題目是想通過生成氫氣的質(zhì)量求算鐵的質(zhì)量，而氫氣的質(zhì)量可以通過錐形瓶?jī)?nèi)的總質(zhì)量的變化確定，所以在反應(yīng)前稱量質(zhì)量后，等反應(yīng)后，將彈簧夾打開后放出氣體，也就是氫氣逸出，然后繼續(xù)稱量質(zhì)量，前后的質(zhì)量差就是氫氣的質(zhì)量，也就可以根據(jù)氫氣的質(zhì)量和化學(xué)方程式計(jì)算出鐵的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算出樣品中的鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（2）設(shè)樣品中的鐵的質(zhì)量為x
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu   固體增量
56                         64     64-56=8
x                                   10.8g-10.0g=0.8g
$\frac{56}{8}$=$\frac{x}{0.8g}$
x=5.6g
樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)$\frac{5.6g}{10.0g}$×100%=56%
故答案為：（1）是，AD．（2）56%．

點(diǎn)評(píng) 要想明確題目的數(shù)據(jù)測(cè)定，首先要明確題目的設(shè)計(jì)本意，然后在實(shí)驗(yàn)原理下進(jìn)行分析需要測(cè)定的數(shù)據(jù)．第二個(gè)題目是使用差量法計(jì)算，差量法在計(jì)算中常用的一種方法，在計(jì)算中建議多練習(xí)和思考，注重總結(jié)和歸納．