Question

我國鋼鐵產(chǎn)量居全球第一，占全球總產(chǎn)量的30%以上，我校興趣小組到鋼鐵廠做社會調(diào)查，取鋼樣（假設(shè)只含有鐵和碳）進行實驗．他們向組成完全相同的四份鋼樣粉末中分別加入100g稀硫酸溶液，充分反應(yīng)后，測得的實驗數(shù)據(jù)如下表所示：

	實驗1	實驗2	實驗3	實驗4
每份鋼樣中加入稀硫酸的質(zhì)量	100g	100g	100g	100g
鋼樣粉末質(zhì)量	2.84g	4.26g	6.23g	7.51g
生成H2的質(zhì)量	0.10g	0.15g	0.20g	0.20g

分析上表數(shù)據(jù)回答下列問題：
（1）寫出鋼樣中鐵與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式

Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑

；
（2）鋼樣粉末完全反應(yīng)的實驗

3、4

；100g稀硫酸完全反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量

0.20

g；
（3）該稀硫酸中溶質(zhì)的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)是多少？（寫出計算過程）
（4）稀硫酸完全反應(yīng)的實驗中，反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是多少？（寫出計算過程）（結(jié)果保留至0.1%）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)鐵與硫酸的反應(yīng)，寫出反應(yīng)的方程式
（2）根據(jù)實驗1的數(shù)據(jù)可知，2.84g鋼樣完全反應(yīng)放出氫氣0.10g，同樣組成的鋼樣4.26完全反應(yīng)可放出氫氣0.15g；而實驗3取鋼樣6.23g時結(jié)果得到氫氣只有0.2g，說明鋼樣未完全反應(yīng)，則稀硫酸不足，稀硫酸完全反應(yīng)；由此可知，試驗4鋼樣未完全反應(yīng)．
（3）根據(jù)硫酸與鐵反應(yīng)的方程式，由氫氣的質(zhì)量可求出硫酸、硫酸亞鐵的質(zhì)量，再根據(jù)溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)的計算公式求出求出稀硫酸中溶質(zhì)的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)
（4）根據(jù)以上數(shù)據(jù)和質(zhì)量質(zhì)量守恒定律可計算反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

解答：解：（1）鐵與硫酸反應(yīng)生成了硫酸亞鐵和氫氣，反應(yīng)的方程式是：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（2）由實驗1的數(shù)據(jù)可知，2.84g鋼樣完全反應(yīng)放出氫氣0.10g，同樣組成的鋼樣4.26完全反應(yīng)可放出氫氣0.15g；而實驗3取鋼樣6.23g時結(jié)果得到氫氣只有0.2g，說明鋼樣未完全反應(yīng)，則稀硫酸不足，稀硫酸完全反應(yīng)；由此可知，試驗4鋼樣未完全反應(yīng)；
（3）設(shè)100g稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量為x，參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為y，生成的硫酸亞鐵的質(zhì)量為z
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
56  98   152   2
y   x     z   0.2g

56

y

=

98

x

=

152

z

=

2

0.2g

解得：x=9.8g   y=5.6g  z=15.2g
該稀硫酸中溶質(zhì)的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)是：

9.8g

100g

×100%=9.8%
（4）反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是：

15.2g

100g+5.6g-0.2g

×100%=14.4%．
故答為：（1）Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑（2）3、4，0.2；（3）稀硫酸中溶質(zhì)的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)是9.8%；（4）反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是14.4%．

點評：本題難度較大，主要考查了實驗數(shù)據(jù)的分析，根據(jù)分析出來的數(shù)據(jù)進行有關(guān)化學(xué)方程式的計算，從而培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力．