Question

14．钢铁工业是一个国家的支柱产业之一．某同学采集了一些生铁样品（含杂质，杂质不溶于水，不与稀硫酸反应）采用如图甲所示装置进行分析，分别称得锥形瓶与棉花的质量为44.1g，生铁样品的质量为9.0g．在锥形瓶中加入足量稀硫酸后，立即开始记录电子天平的示数，记录数据如图乙，请认真分析数据，回答下列问题．（锥形瓶中发生的化学反应为：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑）

（1）如何判断试验中生铁样品已经完全反应．继续向反应后的滤渣中加入稀硫酸，如果没有气泡冒出，则说明生铁样品已经完全反应．
（2）根据电子天平的数据变化进行分析，如图丙图象中正确的是B．
（3）计算反应后所得溶液中硫酸亚铁的质量分数．

Answer 1

分析 铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，根据氢气的质量可以计算生铁中铁的质量和硫酸亚铁的质量，进一步可以计算样品中铁的质量分数和反应后所得溶液中硫酸亚铁的质量分数．

解答 解：（1）铁可以与盐酸反应产生氢气，所以继续向反应后的滤渣中加入稀硫酸，如果没有气泡冒出，则说明生铁样品已经完全反应；故答案为：继续向反应后的滤渣中加入稀硫酸，如果没有气泡冒出，则说明生铁样品已经完全反应；
（2）A、反应结束后，样品中的杂质仍然存在，该选项不正确；
B、生成氢气的质量为：159.0g-158.7g=0.3g，该选项正确；
C、随着反应的进行，溶液质量在增加，该选项不正确．
故填：B．
（2）设铁的质量为x，生成硫酸亚铁的质量为y，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，
56        152   2
x          y   0.3g
$\frac{56}{x}$=$\frac{152}{y}$=$\frac{2}{0.3g}$，
x=8.4g，y=22.8g，
稀硫酸的质量为：159.0g-44.1g-9.0g=105.9g，
形成溶液的质量为：8.4g+105.9g-0.3g=114g，
反应后所得溶液中硫酸亚铁的质量分数为：$\frac{22.8g}{114g}$×100%=20%，
答：反应后所得溶液中硫酸亚铁的质量分数为20%

点评 本题主要考查学生运用假设法和化学方程式进行计算和推断的能力，计算时要注意规范性和准确性．