Question

20．钢铁是使用最多的金属材料，钢铁中碳的含量（质量分数）直接影响钢铁的性能．为测定钢铁中碳的质量分数，设计了如下实验，请根据下面的实验过程和提供的数据计算：

（1）反应后生成氢气的质量为0.35g．
（2）钢铁样品中碳的质量分数．
（3）反应后溶液中生成物的质量分数．

Answer 1

分析 铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁溶液和氢气；根据质量守恒定律，烧杯内质量的减少的质量即生成的氢气质量，据此根据反应的化学方程式列式计算出参加反应铁的质量、生成硫酸亚铁的质量，进而计算出钢铁样品中碳的质量分数、反应后溶液中生成物的质量分数．

解答 解：（1）由质量守恒定律，反应后生成氢气的质量为10g+50g-59.65g=0.35g．
（2）设参加反应铁的质量为x，生成硫酸亚铁的质量为y
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56         152  2
x           y  0.35g
$\frac{56}{2}=\frac{x}{0.35g}$      x=9.8g
钢铁样品中碳的质量分数为$\frac{10g-9.8g}{10g}$×100%=2%．
（3）$\frac{152}{2}=\frac{y}{0.35g}$      y=26.6g
反应后溶液中生成物的质量分数为$\frac{26.6g}{9.8g+50g-0.35g}×$100%≈44.7%．
答：（1）0.35g；（2）钢铁样品中碳的质量分数为2%；（3）反应后溶液中生成物的质量分数为44.7%．

点评 本题难度不大，掌握利用化学方程式与溶质质量分数的综合计算即可正确解答本题，根据质量守恒定律计算出氢气的质量是正确解答本题的前提和关键．