Question

18．PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物．它的直徑還不到人的頭發(fā)絲粗細(xì)的$\frac{1}{20}$．雖然PM2.5只是地球大氣成分中含量很少的組分，但它對空氣質(zhì)量和能見度等有重要的影響．像鋼鐵冶煉廠等會產(chǎn)生大量的可吸入顆粒物，某社會實踐活動小組對某鋼鐵廠進(jìn)行了參觀，有一同學(xué)對工廠中的鐵礦石樣品和鋼樣進(jìn)行實驗、分析、計算，了解了該鋼鐵廠生產(chǎn)原料、產(chǎn)品的相關(guān)信息．下面請你根據(jù)他們的實驗計算回答：
取該廠的某鋼樣粉末28.36g（假設(shè)只含F(xiàn)e和C），在氧氣流中充分反應(yīng)，將產(chǎn)生的氣體通入足量的澄清石灰水中，得到3g白色沉淀．
（1）計算此鋼樣粉末中鐵和碳的質(zhì)量之比．
（2）再取三份不同質(zhì)量的鋼樣粉末分別加到50g質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的稀硫酸中，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	0.1	0.2	0.25

請根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算稀硫酸中H₂SO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析 （1）鋼樣中的C元素燃燒后生成二氧化碳，二氧化碳通入澄清石灰水生成了碳酸鈣沉淀，根據(jù)化學(xué)變化中元素質(zhì)量不變，碳酸鈣中所含C元素質(zhì)量即鋼樣中C元素質(zhì)量；由此可完成此鋼樣粉末中鐵和碳的質(zhì)量之比的計算；
（2）分析表中所記錄實驗數(shù)據(jù)，可得知在第III次實驗中稀硫酸完全反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式．由生成氫氣質(zhì)量計算50g稀硫酸中硫酸的質(zhì)量，解決硫酸中H₂SO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）由質(zhì)量守恒定律可知，3g碳酸鈣中所含碳元素的質(zhì)量與鋼樣中碳元素質(zhì)量相等．
3g碳酸鈣中含碳質(zhì)量為：3g×$\frac{12}{100}$=0.36g
鋼樣中鐵的質(zhì)量為：28.36g-0.36g=28g
此鋼樣粉末中鐵和碳的質(zhì)量比為：28g：0.36g=700：9；
（2）設(shè)50g稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量為x
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
     98         2
     x         0.25g
$\frac{98}{x}$=$\frac{2}{0.25g}$
x=12.25g
稀硫酸中H₂SO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{12.25g}{50g}$×100%=24.5%．
答：（1）此鋼樣粉末中鐵和碳的質(zhì)量之比為700：9；
（2）稀硫酸中H₂SO₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24.5%．

點評 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)中鋼樣質(zhì)量的增加值與反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量增加值的關(guān)系，判斷實驗III中稀硫酸完全反應(yīng)是計算稀硫酸溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的根本．