Question

化学学习小组为了分析生铁中铁的含量，进行了如下实验研究：取12g生铁与10%的盐酸反应，并绘制了加入盐酸质量与放出气体质量的关系图（见图）．（说明：生铁中杂质不溶于水，不与盐酸、硫酸铜溶液反应．）
（1）铁完全反应用去盐酸的质量为

 

g．
（2）生铁中铁的质量分数为多少？（写出计算过程，结果保留到小数点后一位）
（3）某同学列出了如下计算式：生铁与盐酸刚好反应完全时所得溶液质量=（146+12-a）g小明对该计算式提出了质疑，请指出其中的错误

 

．
（4）小华另设计了一个实验方案：用12g生铁粉与20%的硫酸铜溶液反应来分析生铁中铁的含量．请你画出加入硫酸铜溶液质量与固体质量变化关系的曲线．

Answer 1

分析：（1）从图示可得盐酸的质量，（2）根据铁与盐酸反应的化学方程式，已知所用盐酸的质量和质量分数，能够计算出生铁中铁的质量分数．（3）所得溶液质量应该是物质的总质量减去不溶性杂质和生成的气体的质量．（4）绘制加入硫酸铜溶液质量与固体质量变化关系的曲线时要抓住起点，曲线的走势和转折点．

解答：解：（1）铁完全反应用去盐酸的质量从图示中可以看出是146克，答案：146g
（2）计算生铁中铁的质量分数，首先要算出纯铁的质量，再除以生铁的质量即可；
（3）生铁与盐酸刚好反应完全时所得溶液质量应是物质的总质量减去不溶性杂质和生成的气体的质量．
（4）用12g生铁粉与20%的硫酸铜溶液反应来分析生铁中铁的含量．画出加入硫酸铜溶液质量与固体质量变化关系的曲线，开始反应时的固体是生铁的质量为12克，反应过程中生成了铜，根据化学方程式可计算出铜的质量比铁的质量要增加，所以曲线的走势是向上的．12g生铁中有11.2g铁，其它是杂质不与硫酸铜溶液反应，这11.2g的铁与硫酸铜反应生成12.8g的铜，所以最后固体的质量应该是生成12.8g的铜和12g-11.2g=0.8g的杂质应该是13.6g铁完全反应后固体的质量再不发生变化．

故答案为：（1）146
（2）解：设与盐酸反应的铁的质量为x．
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56   73
x   146g×10%

56

73

=

x

146×10%

x=11.2g                         
生铁中铁的质量分数为=

11.2g

12g

×100%=93.3%           
 答：生铁中铁的质量分数为93.3%．
（3）溶液质量不包括氢气质量和剩余杂质的质量，所以还要减去杂质的质量；
（4）如图

点评：学会看曲线图是需要同学们掌握的一种技能，抓住起点，转折点和曲线的走势是关键．