Question

19．在实验台上有一瓶溶液（如图），为了测定某铁合金（假设只合铁和碳）中碳的合量，现将5.8g铁样品放入三个烧杯中，取瓶中溶液25g、50g、25g分三次倒入，然后用电子秤称量三个烧杯中的混合物质量（烧杯质量除外），如图，回答下列问题：

（l）写出如图反应的化学方程式Fe+H₂SO₄=FeSO₄十H₂↑；
（2）求解5.8g铁样品中铁的质量（X）的比例式是$\frac{56}{X}=\frac{2}{0.2g}$；
（3）铁样品中碳的质量分数约为3.4%（保留小数点后一位）；
（4）所使用瓶中液体溶质质量分数为19.6%．

Answer 1

分析 （1）铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和水，
（2）根据质量守恒定律，第一次实验生成的氢气质量为25g+5.8g-30.7g=0.1g，第二次实验生成的氢气质量为50g+5.8g-55.6g=0.2g，第三次实验生成的氢气质量为75g+5.8g-80.6g=0.2g，所以5.8g铁样品完全反应生成的氢气的质量为0.2g；
（3）根据氢气的质量计算5.8g铁样品中铁的质量，则样品中碳的质量=5.8g-铁的质量，及一步计算样品中碳的质量分数；
（4）根据（2）分析，第一次实验硫酸完全反应，根据氢气的质量计算硫酸的质量，进一步计算瓶中液体溶质质量分数．

解答 解：（1）铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和水，化学方程式为：Fe+H₂SO₄=FeSO₄十H₂↑；
（2）设5.8g铁样品中铁的质量为X，
Fe+H₂SO₄=FeSO₄十H₂↑；
56                           2
X                           0.2g
$\frac{56}{X}=\frac{2}{0.2g}$，
X=5.6g
（3）样品中碳的质量为5.8g-5.6g=0.2g，样品中碳的质量分数为$\frac{0.2g}{5.8g}×100%$≈3.4%；
（4）设25g稀硫酸中硫酸的质量为y
Fe+H₂SO₄=FeSO₄十H₂↑；
         98                   2
          y                  0.1g
$\frac{98}{y}=\frac{2}{0.1g}$
y=4.9g
稀硫酸中溶质质量分数为$\frac{4.9g}{25g}×100%$=19.6%，
答：（1）Fe+H₂SO₄=FeSO₄十H₂↑；
（2）$\frac{56}{X}=\frac{2}{0.2g}$，
（3）样品中碳的质量分数约为3.4%
（4）所使用瓶中液体溶质质量分数为19.6%．

点评 此题是对化学方程式计算的考查，解题的关键是找到已知量，此题则是利用反应前后物质质量的变化求出生成氢气的质量，而后根据它的质量求出其它的需要的物质的质量解答即可．