Question

2．某化学兴趣小组对生锈废铁锅中铁的含量进行了测定，称取31g废铁锅片放入特制容器中，缓慢加入19.6%的稀硫酸，直到反应完全，实验数据如图所示：
【资料信息】
1．锈铁锅中除Fe、Fe₂O₃外，其余物质均不与稀硫酸反应；
2．硫酸与表面的铁锈发生反应
3．Fe在Fe₂（SO₄）₃-H₂SO₄混合溶液中，先和Fe₂（SO₄）₃化合生成FeSO₄
（1）从化学元素与人体健康的角度考虑，我们应选用铁锅还是铝锅铁锅，为什么？
（2）废铁锅片中铁单质的质量分数为31.6%（结果保留到0.1%）
（3）反应完全后，所得溶液中所含溶质是FeSO₄（填化学式），质量为64.6g（结果保留到0.1）

Answer 1

分析 （1）根据元素与人体的健康之间的关系分析；
（2）根据题意，硫酸先与表面的铁锈发生反应生成了硫酸铁，根据硫酸的质量可求出生成硫酸铁的质量，由于Fe在Fe₂（SO₄）₃-H₂SO₄混合溶液中，先和Fe₂（SO₄）₃化合生成FeSO₄；根据硫酸铁的质量可求出与硫酸铁反应铁的质量、生成硫酸亚铁的质量，再根据生成氢气的质量可求出与硫酸反应铁的质量、生成硫酸亚铁的质量，据此可计算出废铁锅片中铁单质的质量分数；
（3）根据上述计算可判断出溶液中的溶质及质量．

解答 解：（1）铁是人体必需的微量元素，而铝是非必需元素，而且铝元素对人体有害，所以从化学元素与人体健康的角度考虑，我们应选用铁锅；
（2）根据图中信息可以知道，和氧化铁反应的硫酸的质量为：187.5g×19.6%=36.75g；
设生成Fe₂（SO₄）₃的质量为z
Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O
           294              400
         36.75g            x
      $\frac{294}{400}=\frac{36.75g}{x}$    解得：x=50g
与硫酸铁反应铁的质量为y、生成硫酸亚铁质量为z，
Fe+Fe₂（SO₄）₃ =3FeSO₄
56     400                 456
y      50g                    z
$\frac{56}{y}=\frac{400}{50g}=\frac{456}{z}$  解得：y=7g，z=57g
与硫酸反应的铁的质量为m、生成的硫酸亚铁为n
Fe+H₂SO₄ =FeSO₄+H₂↑
56                152       2
m                   n      0.1g
$\frac{56}{m}=\frac{152}{n}=\frac{2}{0.1g}$    解得：m=2.8g   n=7.6g
铁锅片中铁单质的质量分数为：$\frac{7g+2.8g}{31g}×100%$≈31.6%；
（3）由上数分析计算可知，溶液中的溶质是硫酸亚铁，溶质是FeSO₄，质量为：57g+7.6g=64.6g
故答案为：（1）铁锅；铁是人体必需的微量元素，而铝是非必需元素；（2）31.6%；（3）FeSO₄；64.6．

点评 要想解答好这类题目，首先，要理解和熟记根据化学反应方程式的计算步骤和格式，以及与之相关的知识等．然后，根据所给的问题情景，结合所学的相关知识和技能，细致地分析题意，并细心地探究、推理后，按照题目要求进行认真地选择或解答即可．