题目内容

钢铁工业是国家工业的基础.2007年我国粗钢产量接近5亿吨,居世界前列.湛江的东海岛也将建设千万吨钢铁厂,这将给湛江的经济带来质的飞跃.某校兴趣小组取某种钢样进行试验,请计算:
(1)取钢样(假设只含铁单质和碳单质)粉末100g,在氧气中充分燃烧,得到CO2气体4.4g,此钢样粉末中碳的质量分数为________(保留到0.1%).
(2)分别向四份不同质量的钢样粉末中加入100g稀硫酸溶液,充分反应后,测得的实验数据如下表所示:

序数
质量
实验1实验2实验3实验4
钢样粉末质量2.84g4.25g6.23g7.51g
生成H2的质量0.10g0.15g0.20g0.20g
①计算硫酸溶液中溶质的质量________g
②求在实验3中反应后所得的溶液中溶质的质量分数?

(1)解:设100g钢样中碳的质量为X
C+O2CO2
12 44
X 4.4g
12×4.4g=44×X,
解得:X=1.2g
×100%=1.2%

(2)解:通过分析比较实验3与实验4,可知在实验3时,硫酸已完全反应,则溶质全为硫酸亚铁.
设实验3生成硫酸亚铁质量为X,消耗铁的质量为Y,所用硫酸中溶质的质量为Z.
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56 98 152 2
Y Z x 0.2g
则:0.2g×98=2×Z 解得:Z=9.8g
0.2g×152=2×X 解得:X=15.2g
0.2g×56=2×y 解得:y=5.6g
溶液的溶质质量分数为:×100%=14.4%
答:硫酸溶液中溶质的质量为9.8g;实验3中反应后所得的溶液中溶质的质量分数14.4%.
故答案为:(1)1.2%.(2)①9.8g;②14.4%.
分析:(1)钢样在氧气中燃烧时,其中的碳与氧气反应生成二氧化碳,可根据生成的二氧化碳的质量算出碳的质量,再求出样品中碳的质量分数.
(2)先分析表中数据,明确哪组是硫酸完全反应,再根据已知条件求出硫酸中溶质的质量和生成的硫酸亚铁的质量,再进一步求出反应后溶液中溶质的质量分数.
点评:对表格中的数据进行分析,找出应该用于计算的数据,是解题之关键所在,也是要重点训练的审题内容.
练习册系列答案
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(2013?东莞一模)钢铁工业是国家工业的基础.
(1)如图(1)是教材中炼铁高炉及炉内化学变化过程示意图,B区的反应主要是生成一氧化碳,若采用的铁矿石主要成分为氧化铁,请写出A区所发生主要反应的化学方程式:
Fe2O3+3CO
 高温 
.
 
2Fe+3CO2
Fe2O3+3CO
 高温 
.
 
2Fe+3CO2
;
(2)某兴趣小组在实验室中模拟炼铁化学原理的实验,并对固体产物成分等进行探究.

【设计实验】
用一氧化碳还原纯净的氧化铁粉末,实验装置如图(2)
【进行实验】
该小组按上述实验设计,在一定温度下进行了实验,实验过程中除观察到红色固体变为黑色以外,还能观察到
溶液进入烧杯中
溶液进入烧杯中
;
【分析与讨论】
本实验结束后,玻璃管内固体粉末由红色全部变为黑色,小明同学认为该黑色固体全部是铁,但小华同学提出了质疑,于是大家提出先查阅资料.
【查阅资料】
①一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关.
②一氧化碳还原氧化铁的实验过程中固体产物可能是铁,也可能生成铁的氧化物.
③铁的氧化物都能与稀硫酸反应生成盐和水
④有关铁及其氧化物的性质如下:
物质性质 四氧化三铁 氧化亚铁 氧化铁 铁粉
颜色 黑色 黑色 红色 黑色
能否被磁铁吸引 能 不能 不能 能
【实验与猜想】
①该小组同学将反应后的黑色固体研磨后,再用磁铁吸引,发现黑色固体粉末全部能被吸引,则该黑色固体粉末中不可能含有
氧化亚铁
氧化亚铁
和
氧化铁
氧化铁
(填铁的氧化物);
②进行猜想:黑色固体粉末可能
a.全部为铁     b.
全部是四氧化三铁
全部是四氧化三铁
   c.
铁和四氧化三铁
铁和四氧化三铁
;
【验证猜想】
(1)取样品于试管中,向其中加入适量的稀硫酸,若观察到
有气泡产生,溶液为浅绿色
有气泡产生,溶液为浅绿色
,只有猜想
a
a
成立;
(2)取样品于试管中,向其中加入适量硫酸铜溶液,若观察到
硫酸铜溶液不变色
硫酸铜溶液不变色
,只有猜想
b
b
成立;
【反思与评价】实验装置图(2)中采用虚线框内的装置,其作用有
AB
AB
(填字母).
A.收集一氧化碳     B.吸收二氧化碳     C.检验二氧化碳.

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