Question

13．钢是碳的质量分数低于2%的铁碳合金，生铁是碳的质量分数在2%-4.3%的铁碳合金，某种铁碳合金，除铁外，只含碳元素，西大附中化学兴趣小组的同学对这种合金的组成进行了探究，他们称取了5.8g合金，投入盛有45.4g稀盐酸的烧杯中恰好完全反应，反应后烧杯内剩余物质质量为51g，则：
（1）过程产生氢气的质量为0.2g；
（2）该合金中碳的质量分数为多少，是生铁还是钢？（计算结果精确至0.1%）
（3）最后所得溶液中溶质的质量分数是多少？

Answer 1

分析 碳不能和稀盐酸反应，铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应前后质量差即为反应生成氢气的质量，根据氢气质量可以计算铁的质量和反应生成氯化亚铁的质量，进一步可以计算该合金中碳的质量分数及其最后所得溶液中溶质的质量分数．

解答 解：（1）过程产生氢气的质量为：5.8g+45.4g-51g=0.2g，
故填：0.2．
（2）设铁的质量为x，反应生成氯化亚铁质量为y，
Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑，
56             127    2
x                y    0.2g
$\frac{56}{x}$=$\frac{127}{y}$=$\frac{2}{0.2g}$，
x=5.6g，y=12.7g，
该合金中碳的质量分数为：$\frac{5.8g-5.6g}{5.8g}$×100%=3.4%，
由计算可知，该合金是生铁，
答：该合金中碳的质量分数为3.4%，是生铁．
（3）最后所得溶液中溶质的质量分数是：$\frac{12.7g}{5.6g+45.4g-0.2g}$×100%=25%，
答：最后所得溶液中溶质的质量分数是25%．

点评 差量法在计算中的应用很广泛，解答的关键是要分析出物质的质量差与要求的未知数之间的关系，再根据具体的数据求解．