Question

我国钢铁产量居全球第一，占全球总产量的30%以上，我校兴趣小组到钢铁厂做社会调查，取钢样（假设只含有铁和碳）进行实验．他们向组成完全相同的四份钢样粉末中分别加入100g稀硫酸溶液，充分反应后，测得的实验数据如下表所示：

	实验1	实验2	实验3	实验4
每份钢样中加入稀硫酸的质量	100g	100g	100g	100g
钢样粉末质量	2.84g	4.26g	6.23g	7.51g
生成H2的质量	0.10g	0.15g	0.20g	0.20g

分析上表数据回答下列问题：
（1）写出钢样中铁与稀硫酸反应的化学方程式

Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑

；
（2）钢样粉末完全反应的实验

3、4

；100g稀硫酸完全反应生成氢气的质量

0.20

g；
（3）该稀硫酸中溶质的溶质质量分数是多少？（写出计算过程）
（4）稀硫酸完全反应的实验中，反应后溶液中溶质的质量分数是多少？（写出计算过程）（结果保留至0.1%）

Answer 1

分析：（1）根据铁与硫酸的反应，写出反应的方程式
（2）根据实验1的数据可知，2.84g钢样完全反应放出氢气0.10g，同样组成的钢样4.26完全反应可放出氢气0.15g；而实验3取钢样6.23g时结果得到氢气只有0.2g，说明钢样未完全反应，则稀硫酸不足，稀硫酸完全反应；由此可知，试验4钢样未完全反应．
（3）根据硫酸与铁反应的方程式，由氢气的质量可求出硫酸、硫酸亚铁的质量，再根据溶质的质量分数的计算公式求出求出稀硫酸中溶质的溶质质量分数
（4）根据以上数据和质量质量守恒定律可计算反应后溶液中溶质的质量分数．

解答：解：（1）铁与硫酸反应生成了硫酸亚铁和氢气，反应的方程式是：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
（2）由实验1的数据可知，2.84g钢样完全反应放出氢气0.10g，同样组成的钢样4.26完全反应可放出氢气0.15g；而实验3取钢样6.23g时结果得到氢气只有0.2g，说明钢样未完全反应，则稀硫酸不足，稀硫酸完全反应；由此可知，试验4钢样未完全反应；
（3）设100g稀硫酸中溶质的质量为x，参加反应的铁的质量为y，生成的硫酸亚铁的质量为z
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
56  98   152   2
y   x     z   0.2g

56

y

=

98

x

=

152

z

=

2

0.2g

解得：x=9.8g   y=5.6g  z=15.2g
该稀硫酸中溶质的溶质质量分数是：

9.8g

100g

×100%=9.8%
（4）反应后溶液中溶质的质量分数是：

15.2g

100g+5.6g-0.2g

×100%=14.4%．
故答为：（1）Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑（2）3、4，0.2；（3）稀硫酸中溶质的溶质质量分数是9.8%；（4）反应后溶液中溶质的质量分数是14.4%．

点评：本题难度较大，主要考查了实验数据的分析，根据分析出来的数据进行有关化学方程式的计算，从而培养学生分析问题的能力．