Question

生铁和钢都是合金，钢中碳的含量在0.03%～2.0%之间，生铁中碳的含量在2.0%～4.3%之间．将一块质量为9.00g的铁合金放入锥形瓶中，再向锥形瓶中加入100g稀硫酸，恰好使铁合金中的铁完全反应（碳不溶于稀硫酸；铁合金中其它元素含量很低，可忽略不计），测得生成氢气的体积为3.50L（氢气在该条件下的密度为0.0880g/L）．试计算回答：（计算结果保留三位有效数字）
（1）生成氢气的质量．
（2）该铁合金中含铁的质量．
（3）该铁合金是生铁还是钢？

Answer 1

分析：（1）由生成氢气的体积和氢气的密度可以计算出生成氢气的质量．
（2）由生成氢气的质量，根据铁与稀硫酸反应的化学方程式可以计算出发生反应的铁的质量．
（3）由铁合金的质量和所含铁的质量，可以计算出铁合金中的含碳量，对照生铁和钢的含碳量，就可以确定该铁合金是生铁还是钢．

解答：解：（1）生成氢气的质量为：3.50L×0.0880g∕L=0.308g
（2）设含铁的质量为x
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56              2
x             0.308g

56

2

=

x

0.308g

，
x=8.624g
（3）该铁合金中碳元素的质量分数为

9.00g-8.624g

9.00g

×100%≈4.2%
∵2.0%＜4.2%＜4.3%
∴该铁合金是生铁．
答：（1）生成氢气的质量为0.308g．
（2）铁合金中含铁的质量为8.624g．
（3）该铁合金是生铁．

点评：本题主要考查质量与体积之间的换算、有关化学方程式的计算和质量分数的计算．
体积与质量之间的换算可以根据m=ρv这一公式进行．
由生成物的质量可以根据化学方程式计算出反应物的质量．
某元素或物质的质量分数该元素或物质的质量与总质量的百分比．