Question

16．某課外興趣小組對一批鐵樣品（含有雜質，雜質不溶于水，也不與稀硫酸反應）進行分析．甲、乙、丙三名同學分別進行實驗，其中只有一名同學所取用的稀硫酸與鐵樣品中的鐵恰好完全反應．實驗數據如下表：

		甲	乙	丙
①	燒杯+稀硫酸	200	150g	150g
②	加入的鐵樣品	9g	9g	18g
③	充分反應后，燒杯+剩余物	208.7g	158.7g	167.7g

（1）哪名同學所取用的稀硫酸與鐵樣品的鐵恰好完全反應？
（2）計算樣品中鐵的質量分數．（結果精確到0.1%）
（3）計算恰好完全反應后所得溶液中溶質的質量分數（燒杯的質量為25.4g，計算結果精確到0.1%）【相對原子質量：Fe-56  H-1  O-16  S-32】

Answer 1

分析 （1）甲、乙比較說明9g鐵樣品完全反應能產生0.3g氫氣；乙、丙比較說明150g稀硫酸完全反應生成0.3g氫氣，因此可以判斷乙同學所取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應．
（2）由氫氣的質量根據鐵與硫酸反應的化學方程式可以計算出樣品中鐵的質量，進而計算出鐵的質量分數．
（3）由氫氣的質量根據鐵與硫酸反應的化學方程式可以計算出反應后生成的硫酸亞鐵的質量，進而計算出恰好完全反應后所得溶液中溶質的質量分數．

解答 解：（1）甲、乙比較說明9g鐵樣品完全反應能產生0.3g氫氣；乙、丙比較說明150g稀硫酸完全反應生成0.3g氫氣，因此可以判斷乙同學所取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應．
（2）生成氫氣的質量為：150g+9g-158.7g=0.3g．
設Fe的質量為x，FeSO₄的質量為y．
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56        152    2
x          y    0.3g
則$\frac{56}{x}=\frac{152}{y}=\frac{2}{0.3g}$，解得：x═8.4g，y=22.8g．
（2）樣品中鐵的質量分數為：$\frac{8.4g}{9g}$×100%=93%
（3）所得溶液中溶質的質量分數為：$\frac{22.8g}{150g+8.4g-0.3g-25.4g}$×100%═17%
答：（1）乙同學所取用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全應；
（2）樣品中鐵的質量分數為93%；
（3）恰好完全反應后所得溶液中溶質的質量分數為17%．

點評 此題是根據化學方程式的計算題，而且題中的數據是以表格的形式給出的，所以此題的關鍵是通過觀察、分析和比較表格中的多組數據，找出有用數據來進行解題．