Question

20．鋼鐵是使用最多的金屬材料，鋼鐵中碳的含量（質量分數）直接影響鋼鐵的性能．為測定鋼鐵中碳的質量分數，設計了如下實驗，請根據下面的實驗過程和提供的數據計算：

（1）反應后生成氫氣的質量為0.35g．
（2）鋼鐵樣品中碳的質量分數．
（3）反應后溶液中生成物的質量分數．

Answer 1

分析 鐵與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵溶液和氫氣；根據質量守恒定律，燒杯內質量的減少的質量即生成的氫氣質量，據此根據反應的化學方程式列式計算出參加反應鐵的質量、生成硫酸亞鐵的質量，進而計算出鋼鐵樣品中碳的質量分數、反應后溶液中生成物的質量分數．

解答 解：（1）由質量守恒定律，反應后生成氫氣的質量為10g+50g-59.65g=0.35g．
（2）設參加反應鐵的質量為x，生成硫酸亞鐵的質量為y
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56         152  2
x           y  0.35g
$\frac{56}{2}=\frac{x}{0.35g}$      x=9.8g
鋼鐵樣品中碳的質量分數為$\frac{10g-9.8g}{10g}$×100%=2%．
（3）$\frac{152}{2}=\frac{y}{0.35g}$      y=26.6g
反應后溶液中生成物的質量分數為$\frac{26.6g}{9.8g+50g-0.35g}×$100%≈44.7%．
答：（1）0.35g；（2）鋼鐵樣品中碳的質量分數為2%；（3）反應后溶液中生成物的質量分數為44.7%．

點評 本題難度不大，掌握利用化學方程式與溶質質量分數的綜合計算即可正確解答本題，根據質量守恒定律計算出氫氣的質量是正確解答本題的前提和關鍵．