Question

某校化学小组准备对一批铁制样品（含有杂质，但杂质不溶于水，也不与稀硫酸反应）进行分析．甲、乙、丙三位同学分别取用溶质质量分数一定的稀硫酸对样品进行实验，其中只有一位同学所取用的稀硫酸与样品恰好完全反应．实验数据如下表：（烧杯的质量为25.4g）

	甲	乙	丙
烧杯+稀硫酸	200g	150g	150g
加入的样品	9g	9g	14g
充分反应后，烧杯+剩余物	208.7g	158.7g	163.7g

请你认真分析数据，回答下列问题：
（1）________同学所取用的稀硫酸与样品恰好完全反应．
（2）计算样品中铁的质量分数．
（3）计算恰好完全反应后所得溶液中溶质的质量分数．

Answer 1

解：（1）由以上甲同学和乙同学的实验数据分析可知，9g铁样品能产生0.3g氢气，乙同学和丙同学的实验数据分析可知，150g稀硫酸能产生0.3g氢气，所以9g铁样品和150g稀硫酸能恰好完全反应，即乙同学的实验恰好完全反应；
故答案为：乙
（2）生成氢气的质量150 g+9 g-158.7 g=0.3 g
设样品中铁的质量为x，生成FeSO₄的质量为y．
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56 152 2
x y 0.3 g

x=8.4 g y=22.8 g
样品中铁的质量分数为：
（3）溶液中溶质的质量分数：
答：（2）计算样品中铁的质量分数为93.3%．
（3）计算恰好完全反应后所得溶液中溶质的质量分数为17.2%．
分析：（1）由表中数据分析可知甲同学和乙同学的实验产生的氢气量相同，铁样品质量相同，但甲同学用的稀硫酸质量多，说明甲同学的实验稀硫酸过量；乙同学和丙同学的实验用稀硫酸质量相同，铁样品质量丙同学的多，而产生的氢气量仍相同，说明丙同学的实验铁样品过量．；据此即可判断谁到底恰好完全反应．
（2）上面分析已经知道，乙同学的实验是恰好完全反应的，所以计算时要用乙同学实验的数据，根据铁和稀硫酸反应的化学方程式，利用氢气质量得到铁的质量．
（3）根据氢气的质量可以求得反应生成的硫酸亚铁的质量，再求出恰好完全反应后溶液的质量；最后根据溶质质量分数=×100%即可求得恰好完全反应后所得溶液中溶质的质量分数．
点评：此题是根据化学方程式的计算题，而且题中的数据是以表格的形式给出的，所以此题的关键是通过观察、分析和比较表格中的多组数据，找出有用数据来进行解题．