Question

11．为测定某碳素钢样品中铁的质量分数，现取一定质量的样品粉未于质量为51.8克的烧杯中，然后逐步加入一定质量分数的稀硫酸，当加入211.8g稀硫酸时恰好完全反应，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．
（1）该实验取用的样品质量为17g．
（2）求样品中铁的质量分数；反应后所得溶液中的溶质的质量分数．（写出计算过程，结果保留一位小数）

Answer 1

分析 根据图中可以看出，没加入硫酸时烧杯中物质的总质量为68.8g，而烧杯自重为51.8g，可知样品的质量为68.8g-51.8g=17g．根据质量守恒定律可知，过程中质量的减少是因为生成了氢气，所以可以求算氢气的质量，根据氢气和对应的化学方程式求算铁和硫酸亚铁的质量，进而求算对应的质量分数．

解答 解：图中没加入硫酸时的总质量为68.8g，而烧杯的质量为51.8g，可知样品的质量为68.8g-51.8g=17g．
根据质量守恒定律可得，生成的氢气的质量为68.8g+211.8g-280g=0.6g
设参加反应的铁的质量为x，生成的硫酸亚铁的质量为y
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56              152        2
x               y            0.6g
$\frac{56}{x}$=$\frac{152}{y}$=$\frac{2}{0.6g}$
x=16.8g
y=45.6g
则样品中铁的质量分数为$\frac{16.8g}{17g}$×100%≈98.8%；反应后所得溶液中的溶质的质量分数$\frac{45.6g}{16.8g+211.8g-0.6g}$×100%=20.0%
答：（1）该实验取用的样品质量为 17g．
（2）样品中铁的质量分数为98.8%；反应后所得溶液中的溶质的质量分数为20.0%．

点评 根据化学方程式计算时，第一要正确书写化学方程式，第二要使用正确的数据，第三计算过程要完整．