Question

硅钢是变压器、充电器中的核心材料，其主要成份是Fe和Si。某学生用硅钢样品做了如下实验：取4.2g硅钢样品，将60g稀硫酸分6次加入样品中（其中稀硫酸与硅及其它杂质不反应），充分反应后过滤、洗涤、干燥、称重，得到的实验数据如下：

实验次数	一	二	三	四	五	六
稀硫酸的用量/g	10	10	10	10	10	10
剩余固体的质量/g	M	2.8	2.1	1.4	0.7	0.7

（1）从以上数据可知，稀硫酸加入第______次充分反应后，铁恰好完全反应。

（2）表格中M＝__________。

（3）计算所用稀硫酸中溶质的质量分数。

Answer 1

（1）五 （2）3.5 （3）12.25%

【解析】

试题分析：对于数据处理题，应先找出数据之间的规律，然后发现规律被破坏，进而分析原因，在硅钢（主要成份是Fe和Si）中加入稀硫酸，其中铁会与稀硫酸反应，Si不会与稀硫酸反应，故加入稀硫酸后，铁会与稀硫酸反应，使得剩余固体质量减少，根据表中数据可看出，每加入稀硫酸质量10g，减少固体为0.7g，但当第六次加入稀硫酸，剩余固体质量不变，此时规律被打破，分析可知，铁被完全消耗完了，此时剩下的0.7g固体全是Si

（1）从以上数据可知，稀硫酸加入第五次充分反应后，铁恰好完全反应

（2）表格中M＝2.8g+0.7g=3.5g

（3）根据上面的分析，前五次都表示硫酸全部消耗，金属铁过量，故要计算稀硫酸中溶质的质量分数，则需选用硫酸全部消耗的数据，因为每加入10g硫酸，反应掉铁的质量=0.7g，再根据化学反应方程式：Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑中Fe与H2SO4的质量关系，即可求出H2SO4的质量，进而计算稀硫酸中溶质的质量分数

【解析】
设所用稀硫酸中硫酸的质量为x

Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑

56 98

0.7g x

56:98=0.7g:x

x=1.225g

稀硫酸中溶质的质量分数=1.225g/10g×100%=12.25%

答：所用稀硫酸中溶质的质量分数为12.25%

考点：数据处理题，根据化学方程式进行的计算