Question

实验室中有一瓶稀硫酸溶液，小东同学欲测定该硫酸溶液中硫酸的质量分数．小东先取一洁净小烧杯，称其质量为18.2g，然后往其中倒入少量稀硫酸后称量，总质量为38.2g，然后将一枚质量为10.8g的铁钉（已用砂纸打磨除去表面的铁锈）放入该小烧杯中反应，待铁钉表面不再有气泡产生后，再次称量，总质量为48.9g，请回答下列问题：
（1）反应中产生的气体的质量是

 

．
（2）计算该稀硫酸中硫酸的质量分数是多少？
（3）如果铁钉表面的铁锈未除净，对计算结果的影响是

 

（选填“偏大“、“偏 小“、“无影响“），原因是

 

．  
请问这道题第三问如果改成铁钉里含有碳，那么实验结果是不是不受影响．

Answer 1

考点：根据化学反应方程式的计算,有关溶质质量分数的简单计算

专题：溶质质量分数与化学方程式相结合的计算

分析：（1）铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，根据质量差可以求生成氢气的质量；
（2）根据氢气的质量求出硫酸中溶质的质量，从而求出废液中硫酸的质量分数即可；
（3）根据铁锈能与硫酸反应、碳不与硫酸反应进行分析解答．

解答：解：（1）完全反应后，容器中的物质的质量差，就是生成氢气的质量，氢气的质量为：38.2g+10.8g-48.9g=0.1g；
（2 ）烧杯中稀硫酸废液的质量为：38.2g-18.2g=20.0g
设与铁反应的硫酸的质量为x，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
    98          2
    x          0.1g

98

2

=

x

0.1g

   解得  x=4.9g
该废液中硫酸的质量分数为：

4.9g

20.0g

×100%=24.5%
（3）如果铁钉的铁锈未除净，则铁锈消耗一部分硫酸，氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水，反应方程式为Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O；根据氢气求出的硫酸质量就偏小，从而使计算出的硫酸的质量分数偏小．第三问如果改成铁钉里含有碳，由于碳不与硫酸反应，对计算的结果不影响．
故答为：（1）0.1g；（2）24.5%；（3）偏小，如果铁钉表面的铁锈未除净，对计算结果的影响是偏小，原因是铁锈消耗一部分硫酸，第三问如果改成铁钉里含有碳，那么实验结果是不受影响．

点评：本题主要考查化学方程式的书写和有关化学方程式的计算，难度较小，书写化学方程式时要注意四步，一是反应物和生成物的化学式要正确，二是遵循质量守恒定律，三是写上必要的条件，四是看是否有“↑”或“↓”．