Question

9．为测定某含铁样品中铁的质量分数，现取一定质量的样品粉末于质量为50g的烧杯中，然后逐步加入一定质量分数的稀硫酸，当加入439.8g稀硫酸时反应恰好完全（样品中杂质不与稀硫酸反应），加入稀硫酸的质量与烧杯及烧杯内物质的总质量的关系如图所示，计算：
（1）该实验取用的样品质量为20g．
（2）样品中铁的质量分数．
（3）反应结束以后滤液中溶质的质量分数．（计算结果精确到小数点后一位）

Answer 1

分析 铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁溶液和氢气，由加入稀硫酸的质量与烧杯及烧杯内物质的总质量的关系图，根据质量守恒定律，烧杯内质量的减少的质量即生成的氢气质量，据此根据反应的化学方程式列式计算出参加反应铁的质量、生成硫酸亚铁的质量，进而计算出样品中铁的质量分数、反应结束以后滤液中溶质的质量分数．

解答 解：（1）该实验取用的样品质量为70g-50g=20g．
（2）由质量守恒定律，生成氢气的质量为70g+439.8g-509.2g=0.6g．
设参加反应铁的质量为x，生成硫酸亚铁的质量为y，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56        152   2
x          y   0.6g
$\frac{56}{2}=\frac{x}{0.6g}$     x=16.8g
样品中铁的质量分数为$\frac{16.8g}{20g}$×100%=84%．
（3）$\frac{152}{2}=\frac{y}{0.6g}$      y=45.6g
反应结束以后滤液中溶质的质量分数为$\frac{45.6g}{16.8g+439.8g-0.6g}$×100%=10%．
答：（1）20；（2）样品中铁的质量分数为84%；（3）反应结束以后滤液中溶质的质量分数为10%．

点评 本题难度不大，掌握利用化学方程式与溶质质量分数的综合计算即可正确解答本题，根据质量守恒定律计算出氢气的质量是正确解答本题的前提和关键．