Question

同学们采集了一些生铁样品（所含杂质既不溶于水也不与稀硫酸反应），采用电子天平进行分析．称得锥形瓶的质量为44.1g，生铁样品的质量为9g．在锥形瓶中加入足量稀硫酸后，电子天平记录数据如如图所示．请分析数据，回答
下列问题：
（1）产生氢气的质量为

 

g．
（2）样品中铁的质量分数（写出计算过程）．
（3）反应后所得溶液中硫酸亚铁的质量分数（写出计算过程）．

Answer 1

分析：（1）根据质量守恒定律，产生氢气的质量=反应前物质质量总和-反应后物质质量总和；
（2）由图示数据可知，剩余物质质量为158.7g时，反应已完全．根据铁与稀硫酸反应的化学方程式和生成氢气的质量，列出比例式，就可计算出样品中铁的质量，然后根据“样品中铁的质量分数=

样品中铁的质量

生铁样品的质量

×100%”计算即可；
（3）反应后所得溶液中的溶质是亚硫酸铁，溶液质量为：完全反应后电子天平示数-杂质质量-锥形瓶的质量；然后根据“溶质质量分数=

溶质质量

溶液质量

×100%”计算即可．

解答：解：（1）根据质量守恒定律，产生氢气的质量=159.0g-158.7g=0.3g；故答案为：0.3g；
（2）设反应的铁的质量为x，生成的硫酸亚铁的质量为y，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56        152   2
x          y   0.3g
∴

56

2

=

x

0.3g

，

152

2

=

y

0.3g

，
解之得；x=

0.3g×56

2

=8.4g；
y=

0.3g×152

2

=22.8g；
则铁的质量分数为：

8.4g

9g

×100%≈93.3%；
（3）硫酸亚铁溶质质量分数为：

22.8g

158.7g-(9g-8.4g)-44.1g

×100%=20%．
答：样品中铁的质量分数为93.3%，硫酸亚铁的溶质质量分数为20%．

点评：本题主要考查学生利用化学方程式和溶质质量分数公式进行计算的能力．根据质量守恒定律，可以计算出生成气体的质量，再利用化学方程式进行计算，问题就很好解决．