Question

(3分) 化学兴趣小组对生铁样品中铁的质量分数进行探究。

【查阅资料】生铁中除铁外，还含有碳、硅、磷和硫等元素。碳在生铁中以两种形式存在：一种是单质碳（C），另一种是化合碳(如Fe₃C)；硅、磷、硫存在形式较为复杂；这些物质通常都不与稀硫酸发生化学反应。

【实验数据】

	烧杯	烧杯+生铁样品	稀硫酸	烧杯+剩余物质
质量/g	70.4	102.4	247.3	348.7

请计算：(1)该生铁样品中单质铁的质量分数；

(2)经质检部门精确测定，该样品中铁元素的总含量为95.2%(假设没有与硫酸反应的铁都是以Fe₃C形式存在)，求样品中Fe₃C的质量分数。

 

Answer 1

【答案】

（1）87.5%   （2）8.25%

【解析】

试题分析：（1）烧杯中反应前后减少的质量是逸出氢气的质量，利用铁和硫酸反应的化学方程式，根据氢气的质量可求出单质铁的质量，再根据×100%，求出生铁样品中单质铁的质量分数。

解：根据质量守恒定律得，H₂的质量=（102.4g+247.3ｇ）-348.7g=1 g

设该生铁样品中单质铁的质量为x

Fe + H₂SO₄       FeSO₄ + H₂ ↑

56                      2

x                       1ｇ

解得，X=28g

根据题意可知，样品的质量=102.4g -70.4g=32 g ，

则Fe%=

答：该生铁样品中单质铁的质量分数为87.5%

（2）样品的质量×样品中铁元素的质量分数=样品中铁元素的总质量，再用样品中铁元素的总质量-单质铁的质量，可求出Fe₃C中的铁元素的质量，即32g×95.2%-28g=2.464g；

再根据Fe₃C中铁元素的质量分数，求出Fe₃C的质量，即2.464g÷=2.64g；

最后计算出样品中Fe₃C的质量分数=×100%=8.25%

答：样品中Fe₃C的质量分数为8.25%

考点：根据化学反应方程式的计算，元素的质量分数计算

点评：根据化学方程式进行计算时，只要找准对应关系，计算正确即可，但要注意所使用的物质的质量应为参加反应的纯净物的质量，不可把混合物的质量直接代入进行计算。本题的第二小问比较难，做这类型题时应从问题着手倒着向前分析，直到出现已知条件。