Question

20．鋼鐵是使用最多的金屬材料，鋼鐵中碳的含量（質(zhì)量分數(shù)）直接影響鋼鐵的性能．為測定鋼鐵中碳的質(zhì)量分數(shù)，設(shè)計了如下實驗，請根據(jù)下面的實驗過程和提供的數(shù)據(jù)計算：

（1）反應(yīng)后生成氫氣的質(zhì)量為0.35g．
（2）鋼鐵樣品中碳的質(zhì)量分數(shù)．
（3）反應(yīng)后溶液中生成物的質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

分析 鐵與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵溶液和氫氣；根據(jù)質(zhì)量守恒定律，燒杯內(nèi)質(zhì)量的減少的質(zhì)量即生成的氫氣質(zhì)量，據(jù)此根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式列式計算出參加反應(yīng)鐵的質(zhì)量、生成硫酸亞鐵的質(zhì)量，進而計算出鋼鐵樣品中碳的質(zhì)量分數(shù)、反應(yīng)后溶液中生成物的質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：（1）由質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)后生成氫氣的質(zhì)量為10g+50g-59.65g=0.35g．
（2）設(shè)參加反應(yīng)鐵的質(zhì)量為x，生成硫酸亞鐵的質(zhì)量為y
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56         152  2
x           y  0.35g
$\frac{56}{2}=\frac{x}{0.35g}$      x=9.8g
鋼鐵樣品中碳的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{10g-9.8g}{10g}$×100%=2%．
（3）$\frac{152}{2}=\frac{y}{0.35g}$      y=26.6g
反應(yīng)后溶液中生成物的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{26.6g}{9.8g+50g-0.35g}×$100%≈44.7%．
答：（1）0.35g；（2）鋼鐵樣品中碳的質(zhì)量分數(shù)為2%；（3）反應(yīng)后溶液中生成物的質(zhì)量分數(shù)為44.7%．

點評 本題難度不大，掌握利用化學(xué)方程式與溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的綜合計算即可正確解答本題，根據(jù)質(zhì)量守恒定律計算出氫氣的質(zhì)量是正確解答本題的前提和關(guān)鍵．