Question

11．为测定某碳素钢样品中铁的质量分数，现取一定质量的样品粉末于质量为52.2g的烧杯中，然后缓慢加入一定质量的稀硫酸，当加稀硫酸质量为85g时，反应恰好完全（杂质不反应且产生的气体全部逸出），反应过程中的质量关系如图．完成下列问题：
（1）该实验取用的样品质量为23.4g．
（2）计算样品中铁的质量分数（写出解题过程）．

Answer 1

分析 （1）实验开始时烧杯及烧杯内物质碳素钢样品的总质量为75.6g，因此，总质量减去烧杯的质量即为取用的样品质量；
（2）利用质量守恒定律可计算出铁与硫酸恰好完全反应时放出氢气的质量，由反应产生氢气的质量，根据反应的化学方程式，计算参加反应的铁的质量，所计算的铁的质量与所取样品质量比即为样品中铁的质量分数．

解答 解：（1）该实验取用的样品质量=75.6g-52.2g=23.4g
故答案为：23.4；
（2）根据质量守恒定律，恰好完全反应时放出氢气的质量=85g+75.6g-159.8g=0.8g，设参加反应铁的质量为x，则
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56                         2
x                          0.8g
$\frac{56}{x}$=$\frac{2}{0.8g}$
  x=22.4g
样品中铁的质量分数=$\frac{22.4g}{23.4g}$×100%≈95.7%
故答案为：95.7%．

点评 根据质量守恒定律，恰好完全反应时放出氢气的质量=恰好完全反应时所加稀硫酸的质量+实验开始时烧杯及烧杯内样品的质量-恰好完全反应时烧杯与烧杯内物质的质量．