Question

构皮滩电站是西电东送的标志性工程，电站建设正在紧锣密鼓地进行，百年大计，质量第一．某中学的初三学生在一次社会实践活动中，为了检验所用钢材是否合格，他们到钢材下料场的电锯下获取一包钢材粉末样品．回到实验室，同学们进行了分组实验，实验数据记录如下表：（烧杯的质量为25.4g，计算结果精确到0.1%）

	第一组	第二组	第三组
烧杯+稀硫酸	200g	150g	150g
加入的铁样品	8.5g	8.5g	13.5g
充分反应后，烧杯+剩余物	208.2g	158.2g	163.2g

请认真阅读上面的内容，分析所有数据，回答下列问题：
（1）钢材含碳量的范围是______．
（2）哪一组所取的铁样品和稀硫酸恰好完全反应？
（3）假设杂质全部为碳，请通过计算说明这批钢材是否合格？
（4）试计算恰好完全反应后所得溶液中溶质的质量分数？

Answer 1

（1）钢的含碳量为0.03%～2%．
（2）第一组生成氢气的质量为200g+8.5g-208.2g=0.3g，第二组生成氢气的质量为150g+8.5g-158.2g=0.3g，第三组生成氢气的质量为150g+13.5g-163.2g=0.3g，由一、二组知，一组硫酸过量，由二、三组知，三组硫酸不足，所以第二组所取的铁样品和稀硫酸恰好完全反应．
（3）设8.5g样品中铁的质量为X
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56        152   2
X         Y    0.3g

56

2

=

X

0.3g

     
X=8.4g        
 8.5g-8.4g=0.1g 

0.1g

8.5g

×100%=1.2% 
  1.2%＜2%    钢材合格
（4）

152

2

=

Y

0.3g

   
Y=22.8g    
158.2g-25.4g=132.8g 
  

22.8g

132.8g

×100%=17.2%
答：恰好完全反应后所得溶液中溶质的质量分数为17.2%．
故答案为：（1）0.03%～2%；（2）第二组；（3）含碳量为：1.2%＜2% 钢材合格；（4）17.2%．