题目内容
附加题:
社会实践活动中,课外兴趣小组对某钢铁厂的铁矿石样品和钢样进行实验、分析、计算,了解了该钢铁厂生产原料、产品的相关信息.下面请你根据他们的实验帮助计算回答:
取该厂的某钢样粉末28.36g(假设只含Fe和C),在氧气流中充分反应,将产生的气体通入足量的澄清石灰水中,得到3g白色沉淀.
(1)计算此钢样粉末中铁和碳的质量之比.
(2)再取三份不同质量的钢样粉末分别加到50g质量分数相同的硫酸中,充分反应后,测得的实验数据如下表所示:(标准状况下,2g H2的体积为22.4 L)
请根据表中数据计算硫酸中H2SO4的质量分数.
(3)若在实验Ⅱ中继续加入m g钢样粉末,计算反应结束后剩余的固体质量为多少?(用含m的代数式表示)
社会实践活动中,课外兴趣小组对某钢铁厂的铁矿石样品和钢样进行实验、分析、计算,了解了该钢铁厂生产原料、产品的相关信息.下面请你根据他们的实验帮助计算回答:
取该厂的某钢样粉末28.36g(假设只含Fe和C),在氧气流中充分反应,将产生的气体通入足量的澄清石灰水中,得到3g白色沉淀.
(1)计算此钢样粉末中铁和碳的质量之比.
(2)再取三份不同质量的钢样粉末分别加到50g质量分数相同的硫酸中,充分反应后,测得的实验数据如下表所示:(标准状况下,2g H2的体积为22.4 L)
| 实验序号 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ |
| 加入钢样粉末的质量/g | 2.836 | 5.672 | 8.508 |
| 生成气体的体积(标准状况)/L | 1.12 | 2.24 | 2.80 |
(3)若在实验Ⅱ中继续加入m g钢样粉末,计算反应结束后剩余的固体质量为多少?(用含m的代数式表示)
分析:根据题干提供的信息进行分析,碳能与氧气反应生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,铁能与硫酸反应生成氢气,根据表格提供的数据可知,每2.836g钢样粉末能生成氢气1.12L,第三次加入8.508g钢样只生成氢气2.80L,则此时硫酸全部参加反应,钢样有剩余,所以可知50g硫酸共生成氢气2.80L,此时可以根据氢气的量求得硫酸的质量分数,加入的m钢样粉末只有铁参加反应,求得参加反应的铁的质量,即可求得剩余固体的质量.
解答:解:(1)C+O2
CO2 ①
CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O ②
根据方程式①②可得 C-CaCO3
设生成3g碳酸钙沉淀需要碳的质量为x,则有
C-CaCO3
12 100
x 3g
=
x=0.36g
所以28.36g钢样中含有铁的质量为28.36g-0.36g=28g
钢样粉末中铁和碳的质量之比为:28g:0.36g=700:9
(2)根据表格提供的数据可知,每2.836g钢样粉末能生成氢气1.12L,第三次加入8.508g钢样只生成氢气2.80L,则此时硫酸全部参加反应,钢样有剩余,所以可知50g硫酸共生成氢气2.80L,氢气的质量为:2.80L×
=0.25g,设硫酸的质量分数为y,则有
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
98 2
50g×y 0.25g
=
y=24.5%
(3)设生成0.25g氢气需要铁的质量为z
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56 2
z 0.25g
=
z=7g
含铁7g的钢样中含有碳的质量为:0.09g,
7.09g-5.672g=1.418g
当m>1.418 g,硫酸全部参加反应,加入的mg钢样生成氢气的体积为2.80L-2.24L=0.56L,所以氢气的质量为0.56L×
=0.05g,设需要铁的质量为a
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56 2
a 0.05g
=
a=1.4g
此时mg中参加反应剩余固体质量为:(m-1.4)g,同时5.672g钢样中含碳的质量为5.672g×
=0.072g.所以最后得到的固体为(m-1.4g)+0.072g=m-1.328g.
当 m≤1.418 g,钢样中的铁全部参加反应,剩余的固体就是钢样中含有的碳,所以剩余固体质量为:(5.672+m)×
g
答:(1)此钢样粉末中铁和碳的质量之比为700:9,
(2)硫酸中H2SO4的质量分数为24.5%,
(3)当m>1.418 g,剩余固体质量为:(m-1.328)g;当 m≤1.418 g,剩余固体质量为:(5.672+m)×
g.
| ||
CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O ②
根据方程式①②可得 C-CaCO3
设生成3g碳酸钙沉淀需要碳的质量为x,则有
C-CaCO3
12 100
x 3g
| 12 |
| x |
| 100 |
| 3g |
x=0.36g
所以28.36g钢样中含有铁的质量为28.36g-0.36g=28g
钢样粉末中铁和碳的质量之比为:28g:0.36g=700:9
(2)根据表格提供的数据可知,每2.836g钢样粉末能生成氢气1.12L,第三次加入8.508g钢样只生成氢气2.80L,则此时硫酸全部参加反应,钢样有剩余,所以可知50g硫酸共生成氢气2.80L,氢气的质量为:2.80L×
| 2g |
| 22.4L |
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
98 2
50g×y 0.25g
| 98 |
| 50g×y |
| 2 |
| 0.25g |
y=24.5%
(3)设生成0.25g氢气需要铁的质量为z
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56 2
z 0.25g
| 56 |
| z |
| 2 |
| 0.25g |
z=7g
含铁7g的钢样中含有碳的质量为:0.09g,
7.09g-5.672g=1.418g
当m>1.418 g,硫酸全部参加反应,加入的mg钢样生成氢气的体积为2.80L-2.24L=0.56L,所以氢气的质量为0.56L×
| 2g |
| 22.4L |
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56 2
a 0.05g
| 56 |
| a |
| 2 |
| 0.05g |
a=1.4g
此时mg中参加反应剩余固体质量为:(m-1.4)g,同时5.672g钢样中含碳的质量为5.672g×
| 9 |
| 709 |
当 m≤1.418 g,钢样中的铁全部参加反应,剩余的固体就是钢样中含有的碳,所以剩余固体质量为:(5.672+m)×
| 9 |
| 709 |
答:(1)此钢样粉末中铁和碳的质量之比为700:9,
(2)硫酸中H2SO4的质量分数为24.5%,
(3)当m>1.418 g,剩余固体质量为:(m-1.328)g;当 m≤1.418 g,剩余固体质量为:(5.672+m)×
| 9 |
| 709 |
点评:本题考查了根据化学方程式的计算,完成此题,关键是分析明确表格提供的数据,根据数据依据方程式进行计算.
练习册系列答案
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取该厂的某钢样粉末28.36g(假设只含Fe和C),在氧气流中充分反应,将产生的气体通入足量的澄清石灰水中,得到3g白色沉淀.
(1)计算此钢样粉末中铁和碳的质量之比.
(2)再取三份不同质量的钢样粉末分别加到50g质量分数相同的硫酸中,充分反应后,测得的实验数据如下表所示:(标准状况下,2g H2的体积为22.4 L)
请根据表中数据计算硫酸中H2SO4的质量分数.
(3)若在实验Ⅱ中继续加入m g钢样粉末,计算反应结束后剩余的固体质量为多少?(用含m的代数式表示)
社会实践活动中,课外兴趣小组对某钢铁厂的铁矿石样品和钢样进行实验、分析、计算,了解了该钢铁厂生产原料、产品的相关信息.下面请你根据他们的实验帮助计算回答:
取该厂的某钢样粉末28.36g(假设只含Fe和C),在氧气流中充分反应,将产生的气体通入足量的澄清石灰水中,得到3g白色沉淀.
(1)计算此钢样粉末中铁和碳的质量之比.
(2)再取三份不同质量的钢样粉末分别加到50g质量分数相同的硫酸中,充分反应后,测得的实验数据如下表所示:(标准状况下,2g H2的体积为22.4 L)
| 实验序号 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ |
| 加入钢样粉末的质量/g | 2.836 | 5.672 | 8.508 |
| 生成气体的体积(标准状况)/L | 1.12 | 2.24 | 2.80 |
(3)若在实验Ⅱ中继续加入m g钢样粉末,计算反应结束后剩余的固体质量为多少?(用含m的代数式表示)