Question

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，得到的實驗數據如下：

實驗次數	一	二	三	四	五	六
稀硫酸的用量/g	10	10	10	10	10	10
剩余固體的質量/g	M	2.8	2.1	1.4	0.7	0.7

（1）從以上數據可知，稀硫酸加入第______次充分反應后，鐵恰好完全反應。

（2）表格中M＝__________。

（3）計算所用稀硫酸中溶質的質量分數。

Answer 1

（1）五 （2）3.5 （3）12.25%

【解析】

試題分析：對于數據處理題，應先找出數據之間的規律，然后發現規律被破壞，進而分析原因，在硅鋼（主要成份是Fe和Si）中加入稀硫酸，其中鐵會與稀硫酸反應，Si不會與稀硫酸反應，故加入稀硫酸后，鐵會與稀硫酸反應，使得剩余固體質量減少，根據表中數據可看出，每加入稀硫酸質量10g，減少固體為0.7g，但當第六次加入稀硫酸，剩余固體質量不變，此時規律被打破，分析可知，鐵被完全消耗完了，此時剩下的0.7g固體全是Si

（1）從以上數據可知，稀硫酸加入第五次充分反應后，鐵恰好完全反應

（2）表格中M＝2.8g+0.7g=3.5g

（3）根據上面的分析，前五次都表示硫酸全部消耗，金屬鐵過量，故要計算稀硫酸中溶質的質量分數，則需選用硫酸全部消耗的數據，因為每加入10g硫酸，反應掉鐵的質量=0.7g，再根據化學反應方程式：Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑中Fe與H2SO4的質量關系，即可求出H2SO4的質量，進而計算稀硫酸中溶質的質量分數

【解析】
設所用稀硫酸中硫酸的質量為x

Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑

56 98

0.7g x

56:98=0.7g:x

x=1.225g

稀硫酸中溶質的質量分數=1.225g/10g×100%=12.25%

答：所用稀硫酸中溶質的質量分數為12.25%

考點：數據處理題，根據化學方程式進行的計算