Question

6．小紅同學想測定從家中帶來的一枚10.0g的久置生銹的鐵釘（除氧化鐵以外的雜質忽略不計）中金屬鐵的含量，進行如圖1所示實驗探究：

小雨同學將以上實驗探究所記錄的數據繪制如圖2所示．
請根據這兩位同學的實驗探究成果回答下列問題：
（1）氣體A的質量是0.2g．
（2）溶液B中含陽離子是Fe²⁺、Fe³⁺（寫符號）．
（3）該枚鐵釘中鐵元素的質量分數是多少？（寫出計算過程，計算結果保留一位小數）
（4）a的數值是60．

Answer 1

分析 （1）根據圖象中的數據可以確定生成氫氣的質量；
（2）根據圖象中鹽酸和氣體A的關系可以看出，鹽酸全部反應，鹽酸和鐵反應生成氯化亞鐵和氫氣，鹽酸和氧化鐵反應生成氯化鐵和水進行分析；
（3）根據圖象中鹽酸和鐵、氧化鐵的反應關系確定鐵元素的質量，然后計算鐵釘中鐵元素的質量分數；
（4）根據氧化鐵先于鹽酸反應生成氯化鐵和水，然后鐵再與鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，然后結合題中的數據進行分析．

解答 解：（1）通過分析圖象中的數據可以確定生成氫氣的質量0.2g；
（2）通過圖象中鹽酸和氣體A的關系可以看出，鹽酸全部反應，鹽酸和鐵反應生成氯化亞鐵和氫氣，鹽酸和氧化鐵反應生成氯化鐵和水，所以溶液B中含陽離子是Fe³⁺ 和 Fe²⁺；
（3）設這枚生銹的鐵釘中含鐵為x，消耗鹽酸的質量為y，
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56   73        2
x     y       0.2g
$\frac{56}{x}$=$\frac{2}{0.2g}$=$\frac{73}{y}$     
x=5.6g
y=7.3g
所以與鐵反應的鹽酸的質量為：$\frac{7.3g}{10%}$=73g，
所以a=133g-73g=60g；
所以鐵銹中氧化鐵的質量為：10.0g-5.6g=4.4g，
氧化鐵中鐵元素的質量為：4.4g$\frac{112}{160}$×100%=3.08g
所以鐵釘中鐵元素的質量分數為：$\frac{5.6g+3.08g}{10g}$×100%=86.8%．
故答案為：（1）0.2；
（2）Fe²⁺、Fe³⁺；
（3）86.8%；
（4）60．

點評 本題主要考查了化學方程式的計算，難度不大，注意解題的規(guī)范性．