Question

部分被氧化的铁片10g与200g的稀硫酸恰好完全反应，产生氢气0.3g，求该硫酸溶液的溶质质量分数？

Answer 1

解：设Fe的质量为x，消耗H2SO4的质量为y
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56 98 2
x y 0.3g
∴56：2=x：0.3g，98：2=y：0.3g，
解得x=8.4g，y=14.7g，
那么混合物中氧化铁的质量=10g-8.4g=1.6g，
设1.6gFe₂O₃消耗硫酸的质量为z，
Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O
160 294
1.6 z
∴160：294=1.6g：z，
解得z=2.94g，
那么硫酸溶液中硫酸的总质量为：2.94+14.7=17.64g，
那么硫酸的质量分数=×100%=8.82%．
答：该该硫酸溶液的溶质质量分数为8.82%．
分析：因为铁片与硫酸恰好完全反应，并得到0.3g的H₂．可以把反应的硫酸分成两部分来看，一份是与Fe反应的，另一份是与Fe₂O₃反应的．先求出氧化的铁片中Fe的含量及与Fe反应消耗的H₂SO₄．然后再求出Fe₂O₃消耗硫酸的质量，根据溶质质量分数公式计算即可．
点评：本题主要考查学生利用化学方程式和质量分数公式综合分析和解决实际问题的能力．增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力．