Question

化學學習小組為了分析生鐵中鐵的含量，進行了如下實驗研究：取12g生鐵與10%的鹽酸反應，并繪制了加入鹽酸質(zhì)量與放出氣體質(zhì)量的關系圖（見圖）．（說明：生鐵中雜質(zhì)不溶于水，不與鹽酸、硫酸銅溶液反應．）
（1）鐵完全反應用去鹽酸的質(zhì)量為

 

g．
（2）生鐵中鐵的質(zhì)量分數(shù)為多少？（寫出計算過程，結果保留到小數(shù)點后一位）
（3）某同學列出了如下計算式：生鐵與鹽酸剛好反應完全時所得溶液質(zhì)量=（146+12-a）g小明對該計算式提出了質(zhì)疑，請指出其中的錯誤

 

．
（4）小華另設計了一個實驗方案：用12g生鐵粉與20%的硫酸銅溶液反應來分析生鐵中鐵的含量．請你畫出加入硫酸銅溶液質(zhì)量與固體質(zhì)量變化關系的曲線．

Answer 1

分析：（1）從圖示可得鹽酸的質(zhì)量，（2）根據(jù)鐵與鹽酸反應的化學方程式，已知所用鹽酸的質(zhì)量和質(zhì)量分數(shù)，能夠計算出生鐵中鐵的質(zhì)量分數(shù)．（3）所得溶液質(zhì)量應該是物質(zhì)的總質(zhì)量減去不溶性雜質(zhì)和生成的氣體的質(zhì)量．（4）繪制加入硫酸銅溶液質(zhì)量與固體質(zhì)量變化關系的曲線時要抓住起點，曲線的走勢和轉(zhuǎn)折點．

解答：解：（1）鐵完全反應用去鹽酸的質(zhì)量從圖示中可以看出是146克，答案：146g
（2）計算生鐵中鐵的質(zhì)量分數(shù)，首先要算出純鐵的質(zhì)量，再除以生鐵的質(zhì)量即可；
（3）生鐵與鹽酸剛好反應完全時所得溶液質(zhì)量應是物質(zhì)的總質(zhì)量減去不溶性雜質(zhì)和生成的氣體的質(zhì)量．
（4）用12g生鐵粉與20%的硫酸銅溶液反應來分析生鐵中鐵的含量．畫出加入硫酸銅溶液質(zhì)量與固體質(zhì)量變化關系的曲線，開始反應時的固體是生鐵的質(zhì)量為12克，反應過程中生成了銅，根據(jù)化學方程式可計算出銅的質(zhì)量比鐵的質(zhì)量要增加，所以曲線的走勢是向上的．12g生鐵中有11.2g鐵，其它是雜質(zhì)不與硫酸銅溶液反應，這11.2g的鐵與硫酸銅反應生成12.8g的銅，所以最后固體的質(zhì)量應該是生成12.8g的銅和12g-11.2g=0.8g的雜質(zhì)應該是13.6g鐵完全反應后固體的質(zhì)量再不發(fā)生變化．

故答案為：（1）146
（2）解：設與鹽酸反應的鐵的質(zhì)量為x．
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56   73
x   146g×10%

56

73

=

x

146×10%

x=11.2g                         
生鐵中鐵的質(zhì)量分數(shù)為=

11.2g

12g

×100%=93.3%           
 答：生鐵中鐵的質(zhì)量分數(shù)為93.3%．
（3）溶液質(zhì)量不包括氫氣質(zhì)量和剩余雜質(zhì)的質(zhì)量，所以還要減去雜質(zhì)的質(zhì)量；
（4）如圖

點評：學會看曲線圖是需要同學們掌握的一種技能，抓住起點，轉(zhuǎn)折點和曲線的走勢是關鍵．