Question

欲测定某生铁（主要成分是铁，还含有少量的碳）的组成，进行了如下实验：称取粉末状样品8.50克，加入某浓度的盐酸100mL，充分反应后，收集到标准状况下气体2.24L；然后，继续往样品中加入同浓度的盐酸100mL，充分反应后又收集到标准状况下气体1.12L．试求：（写出具体计算过程）
（1）所取盐酸的物质的量浓度．
（2）该生铁样品中碳的质量分数（保留3位有效数字）．

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：计算题

分析：（1）由题意可知，加入的前100mL盐酸完全反应，根据n=

V

Vm

计算生成氢气的物质的量，根据氢元素守恒可知n（HCl）=2n（H₂），再根据c=

n

V

计算；
（2）Fe完全反应生成氢气体积2.24L+1.12L=3.36L，根据n=

V

Vm

计算生成氢气的物质的量，根据电子转移守恒计算n（Fe），再根据m=nM计算m（Fe），进而计算碳的质量分数．

解答： 解：（1）加入的前100mL盐酸完全反应，生成氢气的物质的量=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，根据氢元素守恒可知n（HCl）=2n（H₂）=0.1mol×2=0.2mol，故盐酸的物质的量浓度=

0.2mol

0.1L

=2mol/L，
答：所取盐酸的物质的量浓度为2mol/L．
（2）Fe完全反应生成氢气体积2.24L+1.12L=3.36L，生成氢气总物质的量=

3.36L

22.4L/mol

=0.15mol，根据电子转移守恒，2n（Fe）=0.15mol×2，故n（Fe）=0.15mol，m（Fe）=0.15mol×56g/mol=8.4g，碳的质量=8.5g-8.4g=0.1g，故该生铁样品中碳的质量分数=

0.1g

8.5g

×100%=1.18%，
答：该生铁样品中碳的质量分数为1.18%．

点评：本题考查混合物计算，难度不大，判断Fe与盐酸反应的过量情况是关键，利用守恒思想进行解答，简化计算过程．