Question

8．生铁是铁和碳的合金．为测定某炼铁厂生产的生铁样品中铁的质量分数，科学兴趣小组的同学称得该生铁样品6.0g，放入烧杯中，向其中加入65.0g稀硫酸，恰好完 全反应（假设杂质不参与反应）．测得的实验数据如下：

	反应前	反应后
烧杯及其中物质的质量	97.0g	96.8g

请你完成有关计算（结果保留一位小数）：
（1）生铁样品中铁的质量分数是多少？
（2）反应后所得溶液中溶质的质量分数是多少？

Answer 1

分析 （1）根据铁与硫酸反应放出氢气的特点，根据质量守恒定律，可判断反应前后质量差为恰好完全反应时所产生的氢气质量；根据反应的化学方程式，由恰好完全反应时生成氢气的质量计算所消耗铁的质量；铁的质量与样品的质量比可计算生铁样品的质量分数；
（2）恰好完全反应后所得溶液为硫酸化亚铁溶液，根据反应的化学方程式，由氢气质量计算出生成的硫酸亚铁的质量，利用质量守恒定律计算出恰好完全反应后所得溶液质量，然后利用溶液中溶质质量分数计算公式求出反应后所得溶液中溶质的质量分数．

解答 解：（1）根据质量守恒定律，反应生成的氢气质量=97.0g-96.8g=0.2g；
设生铁中铁的质量为x，生成硫酸亚铁质量为y，则
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56              152      2
x                y        0.2g
$\frac{56}{x}=\frac{152}{y}=\frac{2}{0.2g}$
x=5.6g，y=15.2g
生铁样品中铁的质量分数=$\frac{5.6g}{6.0g}$×100%=93.3%
（2）反应后所得溶液中溶质的质量分=$\frac{15.2g}{65.0g+5.6g-0.2g}$×100%≈21.6%
答：（1）生铁中铁的质量分数为93.3%，
（2）反应所得溶液中FeSO₄的质量分数约为21.6%．

点评 根据质量守恒定律，反应后所得溶液质量=参加反应铁的质量+所加入的稀硫酸的质量-反应放出氢气的质量．