Question

某化学兴趣小组用化学方法测定一种钢铁样品中铁的含量．同学们称取了5.7g钢样品，投入装有10.0g稀盐酸（足量）的烧杯（烧杯质量也为10.0g）中．在化学反应过程中对烧杯（包括溶液和残余固体）进行了四次称量，记录如下表：

反应时间	t0	t1	t2	t3
烧杯和药品质量/g	25.7	25.6	25.5	25.5

（1）这种钢样品中铁的含量是多少？（精确到0.1%）
（2）钢的类型分为：含碳质量（C%）0.03%～0.3%为低碳钢；0.3%～0.6%为中碳钢；0.6%～2%为高碳钢．假设残留在烧杯中的黑色固体全部是碳，则这种钢属于

高碳钢

．

Answer 1

分析：（1）表中数据表明，第三次称得质量和第四次称得质量相等，此现象说明在第三次称重时已完全反应，此时所称得质量为25.5g，与反应前的总质量=5.7g+10g+10g=25.7g相比，少了0.2g；由于反应中只放出氢气，所以生成氢气的质量为0.2g；生铁为铁和碳的混合物，其中碳不与硫酸反应，所得氢气质量为铁与硫酸反应所产生；
（2）根据“（1）中的这种钢样品中铁的含量”计算出这种钢样品中含碳量，对照已知条件就可知道它属于哪一种钢．

解答：解：（1）根据质量守恒，反应前后质量差即为氢气质量，所以，生成氢气的质量=5.7g+10g+10g-25.5g=0.2g；
设5.7g钢样品中含铁质量为x，则：
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56             2
x           0.2g
56：2=x：0.2g
解得，x=5.6g
则这种钢样品含铁：

5.6g

5.7g

×100%≈98.2%；
答：这种钢样品中铁的含量是98.2%；
（2）这种钢样品中含碳量为：1-98.2%=1.8%，故这种钢属于高碳钢；
故答案是：高碳钢．

点评：通过四次称重的质量变化特点，判断出放入稀盐酸中的生铁样品完成反应，反应后剩余物质的总质量25.5g，然后利用质量守恒定律，求出氢气质量．