Question

9．钢铁工业是一个国家的支柱产业之一．如图1是工业炼铁的基本生产流程示意图．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2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．在锥形瓶中加入适量稀硫酸后，立即开始记录电子天平的示数，记录数据如图3．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B．

（2）计算样品中铁的质量（请写明过程）．
（3）若所加的稀硫酸与铁恰好完全反应，计算硫酸溶液的溶质质量分数（请写明过程）．

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）（2）解：设反应的铁的质量为x
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56                 2
x                0.3g
得出x=8.4g                   
（3）设硫酸溶液中溶质硫酸的质量为y
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
98             2
y            0.3g
得出 y=14.7g
硫酸溶液的质量为159g-44.1g-9g=105.9g
硫酸溶液的溶质质量分数为14.7g/105.9g×100%=13.9%．
故答案为：（1）B；
（2）样品中铁的质量8.4g；                
（3）硫酸溶液的溶质质量分数13.9%．

点评 根据质量守恒定律，反应后所得溶液的质量=所加稀盐酸的质量+参加反应铁的质量-放出氢气的质量．