Question

蕪湖鐵畫經過300多年的發展，已成為一朵藝苑奇葩，被列為首批非物質文化遺產．今天鐵畫藝術大師們又賦予她新的生命力，給鐵畫穿上一層金黃色的外衣--鍍金．
（1）在鐵畫表面鍍金的作用是______、______．
（2）已知鍍金鐵畫中只含有金、鐵、碳三種元素，某同學為探究鍍金鐵畫中三種元素的含量，進行了如下實驗：取鍍金鐵畫的邊角料6g，磨成粉末，放入足量的稀鹽酸中，收集到0.2g氫氣，溶液過濾后，將殘渣洗凈、烘干，在空氣中充分灼燒，剩余固體的質量為0.24g．求：鐵畫中金、鐵、碳的質量分數．

Answer 1

【答案】分析：（1）欲知在鐵畫表面鍍金的作用，須知鐵生銹的條件，金的性質；
（2）因為金、鐵、碳這三種元素，只有鐵可以和鹽酸發生反應，產生氫氣，故可根據化學方程式得出反應物之間的比例式，求出鐵的質量；由題意可知，溶液過濾后，將殘渣洗凈、烘干，在空氣中充分灼燒，剩余固體的質量為0.24g．因為金的硬度高，性質穩定，所以剩余固體就是金；碳的質量就是邊角料的質量-鐵的質量-金的質量．然后根據質量分數公式計算鐵畫中金、鐵、碳的質量分數．
解答：解：（1）鐵畫的主要材質是鐵，鐵生銹的條件是：鐵同時直接和氧氣、水接觸，鐵畫經常暴露在空氣中，具備與氧接觸的條件，空氣中不免有水分，所以天長日久，很容易生銹．給鐵畫鍍金，阻止了鐵畫與氧氣和水的接觸，可以防止鐵畫生銹，使鐵畫能長時間保存．同時金的顏色鮮亮，比較美觀，因此在鐵畫表面鍍金的作用是防止生銹、美觀．
（2）因為金、鐵、碳這三種元素，只有鐵可以和鹽酸發生反應，產生氫氣，故可根據化學方程式得出反應物之間的比例式，求出鐵的質量．
解：設6.0g鐵畫邊角料中所含鐵的質量為x．
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56            2
x             0.2g

解之得x=5.6g
鐵的質量分數為：=93.33%
因為金的硬度高，性質穩定，所以剩余固體就是金，金的質量分數為：×100%=4%
碳的質量就是邊角料的質量-鐵的質量-金的質量，則碳的質量分數為：×100%=2.67%
答：鐵畫中金、鐵、碳的質量分數分別為4%、93.33%、2.67%．
點評：本題主要考查學生對鐵生銹條件的認識，以及對物質質量分數的計算能力．學生必須熟知所給物質的性質，才能正確分析發生反應的過程，據此判計算物質質量，進而計算出質量分數．