Question

生铁和钢都是铁合金，生铁中碳的含量在2．O%～4.3%之间，钢中碳的含量在O．03%～2．O%之间．将一块质量为10．Og的铁合金放入锥形瓶中，再向锥形瓶中加入100g稀H₂SO₄，恰好使铁合金中的铁完全反应（碳不溶于稀H₂SO₄；铁合金中其他元素含量很低，可忽略不计），测得生成H₂的体积为4.00L（H₂在该条件下的密度为O.0880g/L）．
试根据计算回答：（计算结果保留三位有效数字）
（1）该铁合金是生铁还是钢？
（2）反应后所得溶液的溶质质量分数．

Answer 1

分析：（1）根据氢气的质量求出铁的质量，进而求出碳的质量，求出铁合金中碳的质量分数，根据生铁中碳的质量分数和钢中碳的质量分数判断是生铁还是钢．
（2）所得溶液中溶质的质量分数=

溶质的质量

所得溶液的质量

×100%，根据氢气的质量求出所得溶液中溶质即硫酸亚铁的质量，所得溶液的质量=铁的质量+稀硫酸的质量-氢气的质量．

解答：解：（1）设该铁合金中铁的质量为x
氢气的质量=4.00L×O．0880g/L=O．352g
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56              2
X           O．352g
X=9.856g
该铁合金中碳的质量分数=

10g-9.856g

10g

×100%=1.44%，介于0.03%～2．O%之间，该铁合金是钢
（2）设反应后所得溶液中溶质的质量为y
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
          152  2
          y   O．352g
       

152

y

=

2

0.352g

           y=26.75g 
所得溶液中溶质的质量分数=

26.75g

100g+9.856g-0.352g

×100%=24.4%
答：（1）该铁合金是钢．
（2）所得溶液中溶质的质量分数为24.4%．

点评：有关反应后所得溶液质量的计算是初中化学计算的一个重点内容，反应后所得溶液的质量一般等于所加入的所有物质的质量总和-生成气体的质量-生成沉淀的质量．