Question

實驗室有一瓶硫酸廢液，老師請小紅同學設計方案測定該廢液中硫酸的質量分數．小紅同學先取一純凈小燒杯，稱其質量為18.2g，然后往其中倒入少量硫酸廢液后稱量，總質量為33.2g，之后，將一枚質量為10.8g的鐵釘（已用砂紙砂去鐵銹）放入該小燒杯中反應，待鐵釘表面不再有氣泡產生后，再次稱量，總質量為43.9g．
請回答下列問題：
（1）寫出上述反應的化學方程式______．
（2）反應中產生的氣體的質量是______．
（3）計算該廢液中硫酸的質量分數（寫出計算過程，計算結果保留一位小數）．
（4）如果鐵釘的鐵銹未除凈，對（3）計算結果的影響是______（選填“偏大”、“偏小”、“無影響”），原因是______．

Answer 1

解：（1）鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，反應的化學方程式為：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．
故填：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．
（2）完全反應后，容器中的物質的質量差，就是生成氫氣的質量，氫氣的質量為：33.2g+10.8g-43.9g=0.1g．
故填：0.1g．
（3）解：設與鐵反應的硫酸的質量為X，
小燒杯中稀硫酸廢液的質量為：33.2g-18.2g=15.0g，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
98 2
X 0.1g
=
X=4.9g，
該廢液中硫酸的質量分數為：×100%=32.7%；
答：廢液中硫酸的質量分數是32.7%．
（4）如果鐵釘的鐵銹未除凈，則鐵銹消耗一部分硫酸，根據氫氣求出的硫酸質量就偏小，從而使計算出的硫酸的質量分數偏小．
故填：偏小；鐵銹也能消耗一部分硫酸．
分析：鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，鐵銹和稀硫酸反應生成硫酸鐵和水；根據質量差可以求生成氫氣的質量；如果考慮不全面會影響計算結果．
點評：本題主要考查化學方程式的書寫和有關化學方程式的計算，難度較小，書寫化學方程式時要注意四步，一是反應物和生成物的化學式要正確，二是遵循質量守恒定律，三是寫上必要的條件，四是看是否有“↑”或“↓”．