Question

4．硅鋼是變壓器、充電器中的核心材料，其主要成份是Fe和Si．某學生用硅鋼樣品做了如下實驗：取4.2g硅鋼樣品，將60g稀硫酸分6次加入樣品中（其中稀硫酸與硅及其它雜質不反應），充分反應后過濾、洗滌、干燥、稱重，得到的實驗數據如表：

稀硫酸的用量	剩余固體的質量
第一次加入10g	mg
第二次加入10g	2.8g
第三次加入10g	2.1g
第四次加入10g	1.4g
第五次加入10g	0.7g
第六次加入10g	0.7g

（1）從如表數據可知，稀硫酸加入第5次充分反應后，鐵恰好完全反應．
（2）表格中m=3.5．
（3）計算所用稀硫酸中溶質的質量分數．
（4）計算第五次實驗結束后所得溶液的溶質質量分數．

Answer 1

分析 （1）根據表格中的數據，通過對比分析與10克稀硫酸恰好完全反應的鐵的質量，每10g硫酸就消耗0.7g鐵，因此m=4.2g-0.7g=3.5g，所以第五次加入稀硫酸時樣品中的鐵已經完全反應；
（2）由（1）進而可確定m的值；
（3）根據10g稀硫酸只能消耗0.5g鎂進行計算，算出硫酸質量，再根據質量分數的計算公式計算即可．
（4）根據鐵的質量求出生成硫酸亞鐵的質量和生成氫氣的質量，再根據質量分數的計算公式計算即可．

解答 解：
（1）根據表格中的數據，通過對比分析與10克稀硫酸恰好完全反應的鐵的質量，每10g硫酸就消耗0.7g鐵，因此m=4.2g-0.7g=3.5g，所以第五次加入稀硫酸時樣品中的鐵已經完全反應；
（2）由表格數據，通過對比分析可知，表格中的數據，通過對比分析與10克稀硫酸恰好完全反應的鐵的質量，每10g硫酸就消耗0.7g鐵，因此m=4.2g-0.7g=3.5g；
（3）設10克稀硫酸中所含H₂SO₄的質量為x．
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56   98
0.7g  x 
$\frac{56}{0.7g}=\frac{98}{x}$
x=1.225g
稀硫酸的溶質質量分數為=$\frac{1.225g}{10g}$×100%=12.25%．
（4）4.2g硅鋼樣品中鐵的質量為4.2g-0.7g=3.5g；
設生成硫酸亞鐵的質量為y，生成氫氣的質量為z
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56              152      2
3.5g            y       z
$\frac{56}{3.5g}=\frac{152}{y}=\frac{2}{z}$
y=9.5g
z=0.03g
五次實驗結束后所得溶液的溶質質量分數=$\frac{9.5g}{3.5g+50g-0.03g}×$100%≈17.8%
答案
（1）5；
（2）3.5g；
（3）所用稀硫酸中H₂SO₄的質量分數12.25%．
（4）17.8%．

點評 本題屬于表格數據題，解題的關鍵是能夠通過表中的數據，分析出完全反應的量，同時由表中的數據分析出想要的數據才能進行解題．