Question

一化学兴趣小组对某生铁样品中铁的质量分数进行探究。请按要求完成下列探究报告。

[实验目的]

测定某生铁样品中单质铁的质量分数。

[资料支撑]

生铁中除铁外，还含有碳、硅、锰、磷和硫等元素。

碳在生铁中以两种形态存在，一种是游离碳（石墨），另一种是化合碳（如Fe₃C等）；硅、锰、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。

[实验方案]

生铁样品与过量的稀硫酸反应，测定反应前后可称量物质的质量差。

[实验过程]

（1）取一只烧杯，称得其质量为70.4g，加入一定量生铁样品碎屑，称得烧杯和样品的总质量为102.4g；

（2）向盛有生铁样品的烧杯中加入稀硫酸，边加边搅拌，直到烧杯中不再产生气泡，再加入少量稀硫酸以确保过量，测得共用去稀硫酸247.3g；

（3）静置，称量。称得烧杯和剩余物质的总质量为348.7g。

[数据处理]

计算该生铁样品中单质铁的质量分数：

[交流讨论]

（1）实验称量时称量物应放在托盘天平的    盘（选填“左”或“右”）；

（2）实验过程中稀硫酸要过量的原因是                             ；

（3）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以Fe₃C形式存在，则样品中Fe₃C的质量分数为    。

Answer 1

[数据处理]

解：生成H₂的质量：102.4g+247.3g-348.7g=1.0g

设生铁样品中含铁的质量为x。

    Fe+H₂SO₄ == FeSO₄+H₂↑

56                2

x                1.0g

   

生铁样品中铁单质的质量分数为

%=87.5%

答：生铁样品中铁单质的质量分数是87.5%。

[交流讨论]

⑴左

⑵确保生铁样品中铁单质与稀硫酸完全反应

⑶8.25%