题目内容

社会实践活动中，课外兴趣小组对某钢铁厂的铁矿石样品和钢样进行实验、分析、计算，了解了该钢铁厂生产原料、产品的相关信息．下面请你根据他们的实验计算回答：
取该厂的某钢样粉末28.36g（假设只含Fe和C），在氧气流中充分反应，将产生的气体通入足量的澄清石灰水中，得到3g白色沉淀．
（1）计算此钢样粉末中铁和碳的质量之比．
（2）再取三份不同质量的钢样粉末分别加到50g质量分数相同的稀硫酸中，充分反应后，测得的实验数据如下表所示．

实验序号	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
加入钢样粉末的质量/g	2.836	5.672	8.508
生成气体的质量/g	0.1	0.2	0.25

请根据表中数据计算稀硫酸中H₂SO₄的质量分数．

分析：（1）钢样中的C元素燃烧后生成二氧化碳，二氧化碳通入澄清石灰水生成了碳酸钙沉淀，根据化学变化中元素质量不变，碳酸钙中所含C元素质量即钢样中C元素质量；由此可完成此钢样粉末中铁和碳的质量之比的计算；
（2）分析表中所记录实验数据，可得知在第III次实验中稀硫酸完全反应，根据反应的化学方程式．由生成氢气质量计算50g稀硫酸中硫酸的质量，解决硫酸中H₂SO₄的质量分数．

解答：解：（1）由质量守恒定律可知，3g碳酸钙中所含碳元素的质量与钢样中碳元素质量相等．
3g碳酸钙中含碳质量为：3g×

100

×100%=0.36g
钢样中铁的质量为：28.36g-0.36g=28g
此钢样粉末中铁和碳的质量比为：28g：0.36g=700：9；
（2）设50g稀硫酸中溶质的质量为x
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
98 2
x 0.25g

0.25g

x=12.25g（2分）
稀硫酸中H₂SO₄的质量分数为：

12.25g

50g

×100%=24.5%
答：（1）此钢样粉末中铁和碳的质量之比为700：9；（2）稀硫酸中H₂SO₄的质量分数为24.5%．

点评：根据实验数据中钢样质量的增加值与反应产生氢气的质量增加值的关系，判断实验III中稀硫酸完全反应是计算稀硫酸溶质质量分数的根本．