Question

某學生在課外活動中用鐵粉（含雜質且雜質不參加反應）和稀硫酸反應制取氫氣．所做5次實驗結果記錄如下表（每次實驗產生的氫氣全部被收集，且體積在相同條件下測定．該條件下氫氣的密度是0.089g/L）．

實驗編號	鐵粉的質量/g	稀硫酸的質量/g	生成氫氣的體積/L
1	2.0	50.0	0.77
2	4.0	50.0	1.54
3	5.8	50.0	2.24
4	5.8	60.0	2.24
5	6.4	50.0	2.24

根據上述實驗結果進行分析、計算，并回答下列問題：
（1）上述實驗中，鐵粉一定過量的實驗編號是______；
（2）鐵粉的純度是______；
（3）計算稀硫酸的質量分數（要求寫出計算過程，計算結果精確到0.1）．

Answer 1

解：（1）比較實驗3和實驗5可知：同樣是50g稀硫酸，與不同質量的金屬反應放出氫氣的體積相等，所以可以判斷實驗5中的金屬是過量的；
根據表中所給數據分析，確定3組實驗恰好完全反應
（2）設生成2.24 L氫氣需H₂S0₄的質量為x，5.8g鐵粉中含有鐵的質量為y，則：
Fe+H₂S0₄═FeS0₄ +H₂↑
56 98 2
y x 2.24 L×0.089 g/L

解得：x=9.8 g y=5.6g
（2）鐵的純度為：×100%=96.6%；
（3）稀硫酸的質量分數=×l00%=19.6%；
答：（3）稀硫酸的質量分數是19.6%．
故答案為：（1）5；
（2）96.6%；
（3）19.6%．
分析：（1）根據實驗3和實驗5可以看出同樣是50g稀硫酸，與不同質量的鐵粉反應放出氫氣的體積相等，說明在第五次實驗中加入的鐵粉是過量的；
（2）比較實驗3和實驗5，不同質量的鐵粉與等質量的硫酸反應生成氫氣的質量相等，說明此時硫酸的已經被完全消耗，即50g硫酸只能產生2.24L氫氣，比較實驗3和實驗4，同質量的鐵粉和不同質量的硫酸反應生成氫氣的質量相等，說明此時鐵粉已被完全消耗，即5.8g鐵只能產生2.24L氫氣，綜合兩方面的分析可以知道5.8g鐵粉和50g硫酸恰好完全反應，即實驗3是恰好完全反應的，故可以根據實驗3的數據完成（2）和（3）的計算．
點評：綜合分析數據，找出量之間的關系分析反應物與生成物之間的質量關系，分析出物質的剩余，選擇計算的數據一定是被完全反應的物質，這樣才可以正確求出相應的未知量．