Question

某钢铁厂需要测定一批生锈较严重的废钢材的锈蚀程度（假定该废钢成分为铁、氧化铁和杂质，杂质不溶于水不发生任何反应，而硫酸先与氧化铁反应），取该样品289加入一洁净的烧杯中，再将足量的250克稀硫酸平均分为5次加入到烧杯中，获得实验数据如下：

稀硫酸质量（单位/g）	50	50	50	50	50
烧杯内剩余物质总质量（单位/g）	78	128	178	227.8	277.6

将烧杯内物质过滤得到滤液276.8g，试回答下列问题：（注：该题用初中知识解答）
（1）上述过程中生成气体的化学方程式为：

 

；
（2）共生成气体的质量是

 

；
（3）根据已知条件列出求解参加反应的单质铁的质量（x）的比例式

 

；
（4）所用稀硫酸的溶质质量分数是

 

；
（5）该样品中被锈蚀的铁元素占原钢材（被锈蚀前的）的质量分数为

 

．（取整数）

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：综合计算（图像型、表格型、情景型计算题）

分析：（1）根据铁与硫酸反应生成氢气和硫酸亚铁书写；
（2）根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量之差为生成的气体的质量；
（3）根据铁与硫酸反应的化学方程式和氢气的质量列比例式；
（4）根据铁与硫酸反应的化学方程式和氢气的质量计算出与铁反应的硫酸的质量，再求质量分数；
（5）根据氧化铁中的铁元素为被锈蚀的铁元素进行计算．

解答：（1）铁与硫酸反应生成氢气和硫酸亚铁，化学方程式为：Fe+H₂SO₄=H₂↑+FeSO₄；
（2）共生成气体的质量为：250g+28g-277.6g=0.4g；
（3）设参加反应的单质铁的质量的质量为x
Fe+H₂SO₄=H₂↑+FeSO₄
56       2
x        0.4g
则比例式为：

56

2

=

x

0.4g

解得：x=11.2g；
（4）由实验数据可知，与铁反应的稀硫酸的质量为100g
设与铁反应的稀硫酸中溶质的质量为y
Fe+H₂SO₄=H₂↑+FeSO₄
   98    2
   y    0.4g

98

2

=

y

0.4g

解得：y=19.6g
所用稀硫酸的溶质质量分数是

19.6g

100g

×100%=19.6%；
（5）原钢材由铁和杂质组成．
杂质的质量=277.6g-276.8g=0.8g，
废钢材中铁的质量为11.2g，
则废钢材中氧化铁的质量=28g-11.2g-0.8g=16g，
被锈蚀的铁元素的质量为：16g×

56×2

56×2+16×3

×100%=11.2g，
样品中被锈蚀的铁元素占原钢材（被锈蚀前的）的质量分数为：

11.2g

11.2g+11.2g+0.8g

×100%≈48%．
故答案为：（1）Fe+H₂S0₄=FeS0₄+H₂↑
（2）0.4g
（3）

56

2

=

x

0.4g

（4）19.6%
（5）48%

点评：解决本题的关键是要知道废钢材中被锈蚀的铁元素、未被锈蚀的铁元素以及杂质的质量．