Question

上海世博會(huì)上需要很多的鋼材來作為建筑材料，某中學(xué)的初三學(xué)生在一次社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)中，為了檢驗(yàn)所用鋼材是否合格，他們到鋼材下料場(chǎng)的電鋸下獲取一包鋼材粉末樣品．回到實(shí)驗(yàn)室，同學(xué)們進(jìn)行了分組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表，請(qǐng)認(rèn)真閱讀上面的內(nèi)容，分析所有數(shù)據(jù)，回答下列問題：（鋼的含碳量：0.03%～2%燒杯的質(zhì)量為25.4g，計(jì)算結(jié)果精確到0.1%）

	第一組	第二組	第三組
燒杯+稀硫酸	200g	150g	150g
加入的鐵樣品	8.5g	8.5g	13.5g
充分反應(yīng)后，燒杯+剩余物	208.2g	158.2g	163.2g

（1）第

 

組所取的鐵樣品和稀硫酸恰好完全反應(yīng)．
（2）假設(shè)雜質(zhì)全部為碳，請(qǐng)通過計(jì)算說明這批鋼材是否合格？
（3）試計(jì)算恰好完全反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？

Answer 1

分析：（1）首先分析第一組和第二組產(chǎn)生的氫氣量相同，鐵樣品質(zhì)量相同，但第一組中硫酸質(zhì)量多，說明第一組硫酸過量；在分析第二組和第三組硫酸質(zhì)量相同，鐵樣品質(zhì)量第三組多，而產(chǎn)生的氫氣量仍相同，說明第三組鐵樣品過量．綜上分析，所以第二組中鐵樣品和稀硫酸恰好完全反應(yīng)．
（2）上面分析已經(jīng)知道，第二組是恰好完全反應(yīng)的，所以計(jì)算時(shí)要用第二組的數(shù)據(jù)，利用氫氣質(zhì)量得到鐵的質(zhì)量，然后得到鐵樣品中雜質(zhì)碳的質(zhì)量．
（3）用第二組的數(shù)據(jù)，利用氫氣質(zhì)量得到硫酸亞鐵的質(zhì)量，進(jìn)而得到硫酸亞鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）由以上第一組和第二組分析可知，8.5g鐵樣品能產(chǎn)生0.3g氫氣，第二組和第三組分析可知，124.6g稀硫酸能產(chǎn)生0.3g氫氣，所以8.5g鐵樣品和124.6g稀硫酸能恰好完全反應(yīng)，即為第二組．
（2）設(shè)樣品中鐵的質(zhì)量為x，
生成氫氣的質(zhì)量為：150g+8.5g-158.2g=0.3g
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56        152   2
x          y    0.3 g

56

x

=

2

0.3g

x=8.4g
8.5g鐵樣品中碳的質(zhì)量為8.5g-8.4g=0.1g
該鋼的含碳量為：

0.1g

8.5g

×100%=1.2%
因?yàn)椋?.03%＜1.2%＜2%，所以鋼材合格
（3）設(shè)生成硫酸亞鐵的質(zhì)量為y，

152

2

=

y

0.3 g

y=22.8g
8.5g鐵樣品和稀硫酸能恰好完全反應(yīng)后溶液的質(zhì)量為：158.2g-25.4g-0.1g=132.7g
溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

22.8g

132.7g

×100%=17.2%
答：（1）二
（2）這批鋼材合格．
（3）恰好完全反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17.2%．

點(diǎn)評(píng)：此題是一道表格數(shù)據(jù)型的計(jì)算題，而且表格中給出的是多組數(shù)據(jù)，所以此題的關(guān)鍵是通過觀察、分析和比較全部數(shù)據(jù)，找出有用數(shù)據(jù)來進(jìn)行解題．此題很好的考查了學(xué)生發(fā)散思維的能力．