Question

18．实验室有一瓶含有硫酸的废液，老师请小红同学设计方案测定该废液中硫酸的溶质质量分数．小红同学先取一洁净小烧杯，称其质量为16.2g，然后往其中倒入少量硫酸废液后称量，总质量为56.2g，之后，将一枚质量为10.8g的铁钉（已用砂纸打磨去掉铁锈）放入该小烧杯中反应，待铁钉表面不再有气泡产生后，再次称量，总质量为66.8g．
请回答下列问题：
（1）写出上述反应的化学方程式：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．
（2）反应中产生的气体的质量是0.2 g．
（3）计算该废液中硫酸的质量分数（写出计算过程，计算结果保留一位小数）．
（4）如果铁钉的铁锈未除净，对计算结果的影响是偏小 （选填“偏大”、“偏小”、“无影响”），原因是硫酸与铁锈反应．

Answer 1

分析 （1）根据铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，写出反应的化学方程式；
（2）利用质量差可以求生成氢气的质量；
（3）根据氢气的质量求出硫酸中溶质的质量，从而求出废液中硫酸的质量分数即可．
（4）根据硫酸与铁锈的反应分析对计算结果的影响．

解答 解：（1）铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式是：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（2）完全反应后，容器中的物质的质量差，就是生成氢气的质量，氢气的质量为：56.2g+10.8g-66.8g=0.2g；
（3）设与铁反应的硫酸的质量为x，
烧杯中稀硫酸废液的质量为：56.2g-16.2g=40g
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
    98          2
    x          0.2g
$\frac{98}{x}=\frac{2}{0.2g}$
x=9.8g
该废液中硫酸的质量分数=$\frac{9.8g}{40g}×$100%=24.5%
（4）由于硫酸与铁锈的反应，如果铁钉的铁锈未除净，对计算结果的影响是偏小．
故答为：（1）Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；（2）0.2； （3）该废液中硫酸的质量分数是24.5%；（4）偏小，硫酸与铁锈反应．

点评 本题主要考查有关化学方程式的计算，难度较小．根据质量的变化求出生成氢气的质量是进行有关计算的基础．