Question

19．科學(xué)興趣小組的同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，對(duì)用鐵碳合金制作的井蓋中單質(zhì)鐵的含量進(jìn)行了測(cè)定．他們請(qǐng)老師將一塊破碎的井蓋樣品進(jìn)行粉碎處理，四組同學(xué)各取12.0g 粉末樣品罝于燒杯中，然后加入一定質(zhì)量的稀硫酸，充分反應(yīng)后，對(duì)燒杯中剩余固體進(jìn)行稱量，相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表：

組別 編號(hào)	樣品質(zhì)量/g	加入稀硫酸質(zhì)量/g	剩余固體 質(zhì)量/g
1	12.0	80.0	0.8
2	12.0	80.0	0.8
3	12.0	100.0	1.0
4	12.0	100.0	0.8

（1）分析上表數(shù)據(jù)可知，編號(hào)為3組的同學(xué)其剩余固體質(zhì)量的數(shù)據(jù)不合理．
（2）該井蓋樣品中單質(zhì)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=93.3%（結(jié)果保留至0.1%）
（3）反應(yīng)所用硫酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？（寫出計(jì)算過(guò)程）
（4）如果井蓋已生銹，你認(rèn)為要準(zhǔn)確地測(cè)得樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，應(yīng)該將上述實(shí)驗(yàn)中測(cè)量“剩余固體質(zhì)量”改成測(cè)量下列中的C（填字母）．
 A．加入稀硫酸的體積          
 B．反應(yīng)完全后燒杯中所有物質(zhì)的質(zhì)量
 C．反應(yīng)完全后燒杯中所有物質(zhì)的質(zhì)量和剩余固體質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）鐵與硫酸反應(yīng)，碳與硫酸不反應(yīng)，向一定量的合金中加入稀硫酸，加入的稀硫酸越多，剩余固體的質(zhì)量應(yīng)該越少，當(dāng)鐵反應(yīng)完時(shí)剩余固體的質(zhì)量不再減少．
（2）由上述實(shí)驗(yàn)可知剩余固體中只有碳，沒(méi)有鐵，固體前后減少的質(zhì)量為鐵的質(zhì)量，進(jìn)而求出樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（3）．
（4）樣品的質(zhì)量已知，鐵元素的質(zhì)量包括單質(zhì)鐵的質(zhì)量和鐵銹中鐵元素的質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)中所測(cè)量的數(shù)據(jù)的目的就是要求出單質(zhì)鐵的質(zhì)量和鐵銹的質(zhì)量．

解答 解：（1）向12克樣品中加入80克稀硫酸，剩余固體0.8克，剩余固體中一定有碳，可能還有剩余的鐵；向12克樣品中加入100克稀硫酸，剩余固體的質(zhì)量只能比0.8克少，或者為0.8克，絕對(duì)不可能比0.8克大．故答案為：編號(hào)為3組的同學(xué)其剩余固體質(zhì)量的數(shù)據(jù)不合理；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知樣品中鐵的質(zhì)量為12.0g-0.8g=11.2g，
單質(zhì)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{11.2g}{12g}$×100%=93.3%；
答：井蓋樣品中單質(zhì)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93.3%；
（3）設(shè)硫酸的質(zhì)量為x
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56     98
11.2g   x
 $\frac{56}{98}=\frac{11.2g}{x}$    
x=19.6g
硫酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{19.6g}{80g}$×100%=24.5%
答：硫酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24.5%．
（4）A、測(cè)出加入稀硫酸的體積并不能算出單質(zhì)鐵的質(zhì)量和鐵銹的質(zhì)量．
B、測(cè)出反應(yīng)完全后燒杯中所有物質(zhì)的質(zhì)量，只能求出氫氣的質(zhì)量，進(jìn)而求出單質(zhì)鐵的質(zhì)量，并不能求出鐵銹的質(zhì)量．
C、測(cè)出反應(yīng)完全后燒杯中所有物質(zhì)的質(zhì)量，可求出氫氣的質(zhì)量，進(jìn)而求出單質(zhì)鐵的質(zhì)量；測(cè)出剩余固體的質(zhì)量，可用樣品的質(zhì)量-鐵的質(zhì)量-剩余固體的質(zhì)量求出鐵銹的質(zhì)量，進(jìn)而求出鐵銹中鐵元素的質(zhì)量．最后求出樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
故選C．
故答案為（1）3；
（2）93.3%；
（3）24.5%；
（4）C

點(diǎn)評(píng) 做化學(xué)計(jì)算題時(shí)有關(guān)反應(yīng)前后減少的質(zhì)量的計(jì)算比較多，因此學(xué)生一定要掌握規(guī)律，反應(yīng)前后燒杯中總物質(zhì)減少的質(zhì)量一般為反應(yīng)生成氣體的質(zhì)量，反應(yīng)前后固體減少的質(zhì)量一般為固體中參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量