Question

（7分）欲测定某生铁（主要成分是铁，还含有少量的碳）的组成，进行了如下实验：称取粉末状样品8.50克，加入某浓度的盐酸100 mL ，充分反应后，收集到标准状况下气体2.24 L ；然后，继续往样品中加入同浓度的盐酸100mL ，充分反应后又收集到标准状况下气体1.12 L 。
试求：（写出具体计算过程）
（1）所取盐酸的物质的量浓度。（2）该生铁样品中碳的质量分数（保留3位有效数字）。

Answer 1

（1）  2mol/L        （2）  98.8﹪

试题分析：Fe+2HCl=FeCl₂+ H₂↑.由于前后两次加入的盐酸物质的量相等，放出的气体体积第二次少，说明又放出气体1.12L后生铁中的Fe已经反应完全，盐酸过量。则第一次是Fe过量，盐酸不足量。根据化学方程式可知：n(HCl)="2" n(H₂)="2×(2.24L÷22.4L/mol)=0.2mol.C(HCl)=n/V=0.2mol." ÷0.1L="2mol/L." n(H₂)总=3.36L÷22.4L/mol=0.15mol.。n(Fe)= n(H₂)=" 0.15mol.,m(Fe)=n·M=0.15mol×56g/mol=8.40g." 所以该生铁样品中碳的质量分数为：(8.40g÷8.50g) ×100﹪=98.8﹪.