Question

17．校课外兴趣小组取某钢铁厂生铁样品进行实验：将四份不同质量的生铁样品（假定其中只含单质铁和单质碳）分别加到100g质量分数相同的硫酸溶液中，充分反应后，测得的实验数据如下表所示：（已知：在标准状况下，22.4L H₂的质量为2g）

实验序号	1	2	3	4
生铁样品的质量/g	3.0	6.0	10.0	11.0
生成H2的体积（标准状况下）/L	1.12	2.24	3.36	m

试回答下列问题：
（1）钢铁放置一段时间后会生锈，钢铁生锈条件钢铁与氧气和水接触
（2）上述表格中m的值为3.36；
（3）根据表中数据计算硫酸溶液中H₂SO₄的质量分数．

Answer 1

分析 （1）钢铁生锈是钢铁与氧气和水接触所致；
（2）根据实验1和2可知，每3g生铁与足量硫酸反应时生成的氢气为1.12L，而第三次是超过了9g，才得到3.36L氢气，说明酸已经完全反应，所以继续加入生铁气体不再生成，故m=3.36
（3）根据第三个实验中金属过量而酸恰好完全反应计算稀硫酸中溶质的质量，进而求算对应的质量分数．

解答 解：
（1）钢铁生锈是钢铁与氧气和水接触所致，所以钢铁生锈的条件是钢铁与氧气和水接触；
（2）根据实验1和2可知，每3g生铁与足量硫酸反应时生成的氢气为1.12L，而第三次是超过了9g，才得到3.36L氢气，说明酸已经完全反应，所以继续加入生铁气体不再生成，故m=3.36
（3）第三个实验中金属过量而酸恰好完全反应计算稀硫酸中溶质的质量，进而求算对应的质量分数．
设所消耗的硫酸中的溶质的质量为y．
对应的氢气的质量为2g×$\frac{3.36L}{22.4L}$=0.3g
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
         98                2
          x               0.3g
$\frac{98}{2}$=$\frac{x}{0.3g}$
x=14.7g
硫酸溶液中H₂SO₄的质量分数为$\frac{14.7g}{100g}$×100%=14.7%
答：
（1）钢铁放置一段时间后会生锈，钢铁生锈条件 钢铁与氧气和水接触
（2）上述表格中m的值为 3.36；
（3）硫酸溶液中H₂SO₄的质量分数为14.7%．

点评 根据化学方程式计算时，第一要正确书写化学方程式，第二要使用正确的数据，第三计算过程要完整．