Question

17．钢铁工业是一个国家的支柱产业之一，某同学采集了一些生铁样品（含杂质，杂质不溶于水，不与稀硫酸反应）采用如图1所示装置进行分析．分别称得锥形瓶与棉花的质量为44.1g，生铁样品的质量为9.0g．在锥形瓶中加入足量稀硫酸后，立即开始记录电子天平的示数，记录数据如图2．
请认真分析数据，回答下列问题：

（1）小军数据处理的图象中正确的是图3的B

（2）计算样品中铁的质量分数；
（3）计算反应后所得溶液中硫酸亚铁的质量分数．

Answer 1

分析 根据反应记录数据，完全反应放出氢气质量=159.0g-158.7g=0.3g，加入稀硫酸的质量=159.0g-44.1g-9.0g=105.9g；结合反应的化学方程式，由生成氢气的质量计算生铁中铁的质量、反应生成硫酸亚铁的质量等，完成分析和计算．

解答 解：（1）由于生铁样品中的杂质不溶于水且不与酸发生反应，因此反应停止后样品的质量不为0，所以图A所示的分析错误；
随着生铁不断与稀硫酸反应，放出氢气质量逐渐增大，至完全反应，放出氢气的质量=159.0g-158.7g=0.3g，所以图B的分析正确；
加入稀硫酸的质量=159.0g-44.1g-9.0g=105.9g，反应使溶液的质量逐渐增大，直到反应停止溶液质量不再改变，所以图C的分析错误；
故选：B；
（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
$\frac{56}{x}=\frac{152}{y}=\frac{2}{0.3g}$
x=8.4g，y=22.8g
铁的质量分数为：$\frac{8.4g}{9g}$×100%=93.3%
（3）硫酸亚铁的溶质质量分数为：$\frac{22.8g}{159g-9g-44.1g+8.4g-0.3g}$×100%=20%．
故答案为：（1）B；
（2）样品中铁的质量分数为93.3%；
（3）硫酸亚铁的溶质质量分数为20%．

点评 本题主要考查了化学方程式的计算，难度不大，注意解题的规范性和准确性．