Question

10．实验室有一瓶硫酸溶液，老师请小明同学设计方案测定该溶液的溶质的质量分数．小明先取一只洁净的小烧杯，称其质量为16.4g，然后往其中倒入少量硫酸溶液后称量，总质量为30.2g，之后，将一枚质量为11.8g的铁钉（已用砂纸打磨去年铁锈）放入该小烧杯中，待铁钉表面不再有气泡产生后，再次称量，总质量为41.9g．请回答下列问题：
（1）写出上述反应的化学方程式是Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．
（2）反应后产生的气体的质量是0.1g．
（3）计算该硫酸溶液的溶质的质量分数（写出计算过程，计算结果精确到0.1%）．

Answer 1

分析 铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应前后的质量差即为反应生成氢气的质量，根据氢气的质量可以计算硫酸的质量，进一步可以计算稀硫酸的质量分数．

解答 解：（1）铁和稀硫酸反应的化学方程式为：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．
故填：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．
（2）反应产生氢气的质量为：30.2g+11.8g-41.9g=0.1g，
故填：0.1g．
（3）设硫酸的质量为x，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，
    98          2
    x         0.1g
$\frac{98}{2}$=$\frac{x}{0.1g}$，
x=4.9g，
该废液中硫酸的溶质质量分数为：$\frac{4.9g}{30.2g-16.4g}$×100%≈35.5%，
答：该硫酸溶液的溶质的质量分数为35.5%．

点评 本题主要考查学生运用假设法和化学方程式进行计算和推断的能力，计算时要注意规范性和准确性．