Question

某鋼鐵廠需要測定一批生銹較嚴重的廢鋼材的銹蝕程度（假定該廢鋼成分為鐵、氧化鐵和雜質，雜質不溶于水不發生任何反應，而硫酸先與氧化鐵反應），取該樣品289加入一潔凈的燒杯中，再將足量的250克稀硫酸平均分為5次加入到燒杯中，獲得實驗數據如下：

稀硫酸質量（單位/g）	50	50	50	50	50
燒杯內剩余物質總質量（單位/g）	78	128	178	227.8	277.6

將燒杯內物質過濾得到濾液276.8g，試回答下列問題：（注：該題用初中知識解答）
（1）上述過程中生成氣體的化學方程式為：

 

；
（2）共生成氣體的質量是

 

；
（3）根據已知條件列出求解參加反應的單質鐵的質量（x）的比例式

 

；
（4）所用稀硫酸的溶質質量分數是

 

；
（5）該樣品中被銹蝕的鐵元素占原鋼材（被銹蝕前的）的質量分數為

 

．（取整數）

Answer 1

考點：根據化學反應方程式的計算,有關溶質質量分數的簡單計算

專題：綜合計算（圖像型、表格型、情景型計算題）

分析：（1）根據鐵與硫酸反應生成氫氣和硫酸亞鐵書寫；
（2）根據質量守恒定律，反應前后物質的總質量之差為生成的氣體的質量；
（3）根據鐵與硫酸反應的化學方程式和氫氣的質量列比例式；
（4）根據鐵與硫酸反應的化學方程式和氫氣的質量計算出與鐵反應的硫酸的質量，再求質量分數；
（5）根據氧化鐵中的鐵元素為被銹蝕的鐵元素進行計算．

解答：（1）鐵與硫酸反應生成氫氣和硫酸亞鐵，化學方程式為：Fe+H₂SO₄=H₂↑+FeSO₄；
（2）共生成氣體的質量為：250g+28g-277.6g=0.4g；
（3）設參加反應的單質鐵的質量的質量為x
Fe+H₂SO₄=H₂↑+FeSO₄
56       2
x        0.4g
則比例式為：

56

2

=

x

0.4g

解得：x=11.2g；
（4）由實驗數據可知，與鐵反應的稀硫酸的質量為100g
設與鐵反應的稀硫酸中溶質的質量為y
Fe+H₂SO₄=H₂↑+FeSO₄
   98    2
   y    0.4g

98

2

=

y

0.4g

解得：y=19.6g
所用稀硫酸的溶質質量分數是

19.6g

100g

×100%=19.6%；
（5）原鋼材由鐵和雜質組成．
雜質的質量=277.6g-276.8g=0.8g，
廢鋼材中鐵的質量為11.2g，
則廢鋼材中氧化鐵的質量=28g-11.2g-0.8g=16g，
被銹蝕的鐵元素的質量為：16g×

56×2

56×2+16×3

×100%=11.2g，
樣品中被銹蝕的鐵元素占原鋼材（被銹蝕前的）的質量分數為：

11.2g

11.2g+11.2g+0.8g

×100%≈48%．
故答案為：（1）Fe+H₂S0₄=FeS0₄+H₂↑
（2）0.4g
（3）

56

2

=

x

0.4g

（4）19.6%
（5）48%

點評：解決本題的關鍵是要知道廢鋼材中被銹蝕的鐵元素、未被銹蝕的鐵元素以及雜質的質量．