题目内容

某钢铁厂需要测定一批生锈较严重的废钢材的锈蚀程度(假定该废钢成分为铁、氧化铁和杂质,杂质不溶于水不发生任何反应,而硫酸先与氧化铁反应),取该样品28g加入一洁净的烧杯中,再将足量的250克稀硫酸平均分为5次加入到烧杯中,获得实验数据如下:
   稀硫酸质量(单位/g)
   50
    50
   50
  50
  50
烧杯内剩余物质总质量(单位/g)
    78
    128
    178
  227.8
 277.6
 
将烧杯内物质过滤得到滤液276.8g,试回答下列问题:(注:该题用初中知识解答)
(1)上述过程中生成气体的化学方程式为:                           
(2)共生成气体的质量是             
(3)根据已知条件列出求解参加反应的单质铁的质量(x)的比例式             
(4)所用稀硫酸的溶质质量分数是             
(5)该样品中被锈蚀的铁元素占原钢材(被锈蚀前的)的质量分数为             。(取整数)
(1)Fe+H2SO4=FeSO4+H2
(2)0.4g
(3)56/2=X/0.4g
(4)19.6%
(5)48%

试题分析:(1)铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气;
(2)根据表格,加入的物质的总质量为278g,反应后烧杯内剩余物质总质量277.6g,依据质量守恒定律,减少的质量为生成的氢气的质量:278g-277.6g=0.4g ;
(3)依据质量守恒定律,利用化学方程式根据氢气的质量可求出铁的质量
设铁的质量为X,则:
Fe+H2SO4=FeSO4+H2
56            2
X              0.4g
56/2=X/0.4g
X=11.2g
(4)设参加50g硫酸溶液中溶质的质量为y:
Fe+H2SO4=FeSO4+H2
98           2
Y          0.2g
98/2=y/0.2g
X=9.8g
稀硫酸的溶质质量分数=9.8g/50g ×100%=19.6%
(5)根据数据,与氧化铁反应的硫酸的质量无谓150g,溶质的质量=150g×19.6%=29.4g,利用化学方程式可求出氧化铁的质量,根据氧化铁的质量可求出氧化铁中铁元素的质量。
Fe2O3+H2SO4=Fe2 (SO4) 3+H2O
160    98
Z   29.4g
160/98=z/29.4g
Z=29.4g
铁元素的质量=29.4g×112/160 =20.58g
铁的质量=20.58g+11.2g=31.68g
被锈蚀的铁元素占原钢材(被锈蚀前的)的质量分数=20.58g/31.68g×100%=48%
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