Question

11．為測定某碳素鋼樣品中鐵的質量分數，現取一定質量的樣品粉未于質量為51.8克的燒杯中，然后逐步加入一定質量分數的稀硫酸，當加入211.8g稀硫酸時恰好完全反應，加入稀硫酸的質量與燒杯及燒杯內物質的總質量的關系如圖．
（1）該實驗取用的樣品質量為17g．
（2）求樣品中鐵的質量分數；反應后所得溶液中的溶質的質量分數．（寫出計算過程，結果保留一位小數）

Answer 1

分析 根據圖中可以看出，沒加入硫酸時燒杯中物質的總質量為68.8g，而燒杯自重為51.8g，可知樣品的質量為68.8g-51.8g=17g．根據質量守恒定律可知，過程中質量的減少是因為生成了氫氣，所以可以求算氫氣的質量，根據氫氣和對應的化學方程式求算鐵和硫酸亞鐵的質量，進而求算對應的質量分數．

解答 解：圖中沒加入硫酸時的總質量為68.8g，而燒杯的質量為51.8g，可知樣品的質量為68.8g-51.8g=17g．
根據質量守恒定律可得，生成的氫氣的質量為68.8g+211.8g-280g=0.6g
設參加反應的鐵的質量為x，生成的硫酸亞鐵的質量為y
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56              152        2
x               y            0.6g
$\frac{56}{x}$=$\frac{152}{y}$=$\frac{2}{0.6g}$
x=16.8g
y=45.6g
則樣品中鐵的質量分數為$\frac{16.8g}{17g}$×100%≈98.8%；反應后所得溶液中的溶質的質量分數$\frac{45.6g}{16.8g+211.8g-0.6g}$×100%=20.0%
答：（1）該實驗取用的樣品質量為 17g．
（2）樣品中鐵的質量分數為98.8%；反應后所得溶液中的溶質的質量分數為20.0%．

點評 根據化學方程式計算時，第一要正確書寫化學方程式，第二要使用正確的數據，第三計算過程要完整．