Question

8．社會實踐活動中，課外興趣小組對某鋼鐵廠的鋼樣進行實驗、分析、計算，了解鋼樣只含F(xiàn)e和C，并且鋼樣粉末中鐵和碳的質(zhì)量之比為700：9．
（1）取三份不同質(zhì)量的鋼樣粉末分別加到50　g質(zhì)量分數(shù)相同的硫酸中，充分反應(yīng)后，測得的實驗數(shù)據(jù)如下表所示：

實驗序號	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
加入鋼樣粉末的質(zhì)量/g	2.836	5.672	8.508
生成氣體的質(zhì)量/g	0.100	0.200	0.250

請根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算硫酸中H₂SO₄的質(zhì)量分數(shù)．
（2）若在實驗Ⅱ中繼續(xù)加入m g鋼樣粉末，計算反應(yīng)結(jié)束后剩余的固體質(zhì)量為多少？（用含m的代數(shù)式表示）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)數(shù)據(jù)可知，前兩份都是鐵完全反應(yīng)，酸有剩余，而第三個實驗是酸完全反應(yīng)，金屬有剩余，根據(jù)氫氣的質(zhì)量和對應(yīng)的化學方程式求算參加反應(yīng)的鐵和消耗的稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量，進而求算稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．
（2）根據(jù)（1）求算出的鐵求算出恰好完全反應(yīng)時需要的鋼樣的質(zhì)量，然后分析m+5.672與對應(yīng)的鋼樣的質(zhì)量關(guān)系，分析對應(yīng)的剩余物質(zhì)的質(zhì)量．

解答 解：
（1）根據(jù)數(shù)據(jù)可知，前兩份都是鐵完全反應(yīng)，酸有剩余，而第三個實驗是酸完全反應(yīng)，金屬有剩余．
設(shè)生成0.250g氫氣需要的鐵的質(zhì)量為x，消耗的稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量為y
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56     98                  2
x         y                 0.250g
$\frac{56}{x}$=$\frac{98}{y}$=$\frac{2}{0.250g}$
x=7g
y=12.25g
硫酸中H₂SO₄的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{12.25g}{50g}$×100%=25%
（2）酸恰好完全反應(yīng)時鋼樣中碳的質(zhì)量為$\frac{9}{700}$×7g=0.09g，即鋼樣的質(zhì)量為7g+0.09g=7.09g，所以當m+5.672＜7.09時，即m＜1.418時，剩余固體的質(zhì)量為$\frac{9}{709}$×（m+5.672）g；當m+5.672=7.09，即m=1.418時，剩余固體為0.09g．當m+5.672＞7.09，即m＞1.418時，剩余固體為m+5.672-7.09+0.09=（m-1.328）g．
答：
（1）硫酸中H₂SO₄的質(zhì)量分數(shù)為25%
（2）m＜1.418時，剩余固體的質(zhì)量為$\frac{9}{709}$×（m+5.672）g；
m=1.418時，剩余固體為0.09g；
m＞1.418時，剩余固體為（m-1.328）g

點評 根據(jù)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(shù)據(jù)，第三計算過程要完整．