Question

14．实验室有一瓶硫酸废液，老师请小红同学设计方案测定该废液中硫酸的质量分数．小红同学先取一洁净小烧杯，称其质量为18.2g，然后往其中倒入少量硫酸废液后称量，总质量为33.2g，之后，将一枚质量为10.8g的铁钉（已用砂纸除去铁锈）放入该小烧杯中反应，待铁钉表面不再有气泡产生后，再次称量，总质量为43.9g．请回答下列问题：
（1）写出上述反应的化学方程式Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
（2）反应中产生的气体的质量是0.1g
（3）计算该废液中硫酸的质量分数（写出计算过程，计算结果保留一位小数）．
（4）如果铁钉的铁锈未除净，对（3）计算结果的影响是偏小（选填“偏大”、“偏小”、“无影响”），原因是铁锈也能消耗一部分硫酸．

Answer 1

分析 铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铁锈和稀硫酸反应生成硫酸铁和水；根据质量差可以求生成氢气的质量；如果考虑不全面会影响计算结果．

解答 解：（1）铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．
故填：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．
（2）完全反应后，容器中的物质的质量差，就是生成氢气的质量，氢气的质量为：33.2g+10.8g-43.9g=0.1g．
故填：0.1g．
（3）解：设与铁反应的硫酸的质量为X，
小烧杯中稀硫酸废液的质量为：33.2g-18.2g=15.0g，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
    98          2
    X         0.1g
 $\frac{98}{X}=\frac{2}{0.1g}$
      X=4.9g，
该废液中硫酸的质量分数为：$\frac{4.9g}{15.0g}$×100%=32.7%；
答：废液中硫酸的质量分数是32.7%．
（4）如果铁钉的铁锈未除净，则铁锈消耗一部分硫酸，根据氢气求出的硫酸质量就偏小，从而使计算出的硫酸的质量分数偏小．
故填：偏小；铁锈也能消耗一部分硫酸．

点评 本题主要考查化学方程式的书写和有关化学方程式的计算，难度较小，书写化学方程式时要注意四步，一是反应物和生成物的化学式要正确，二是遵循质量守恒定律，三是写上必要的条件，四是看是否有“↑”或“↓”．