Question

17．鋼鐵工業是一個國家的支柱產業之一，某同學采集了一些生鐵樣品（含雜質，雜質不溶于水，不與稀硫酸反應）采用如圖1所示裝置進行分析．分別稱得錐形瓶與棉花的質量為44.1g，生鐵樣品的質量為9.0g．在錐形瓶中加入足量稀硫酸后，立即開始記錄電子天平的示數，記錄數據如圖2．
請認真分析數據，回答下列問題：

（1）小軍數據處理的圖象中正確的是圖3的B

（2）計算樣品中鐵的質量分數；
（3）計算反應后所得溶液中硫酸亞鐵的質量分數．

Answer 1

分析 根據反應記錄數據，完全反應放出氫氣質量=159.0g-158.7g=0.3g，加入稀硫酸的質量=159.0g-44.1g-9.0g=105.9g；結合反應的化學方程式，由生成氫氣的質量計算生鐵中鐵的質量、反應生成硫酸亞鐵的質量等，完成分析和計算．

解答 解：（1）由于生鐵樣品中的雜質不溶于水且不與酸發生反應，因此反應停止后樣品的質量不為0，所以圖A所示的分析錯誤；
隨著生鐵不斷與稀硫酸反應，放出氫氣質量逐漸增大，至完全反應，放出氫氣的質量=159.0g-158.7g=0.3g，所以圖B的分析正確；
加入稀硫酸的質量=159.0g-44.1g-9.0g=105.9g，反應使溶液的質量逐漸增大，直到反應停止溶液質量不再改變，所以圖C的分析錯誤；
故選：B；
（2）設反應的鐵的質量為x，生成的硫酸亞鐵的質量為y
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56               152      2
x                    y   0.3g
$\frac{56}{x}=\frac{152}{y}=\frac{2}{0.3g}$
x=8.4g，y=22.8g
鐵的質量分數為：$\frac{8.4g}{9g}$×100%=93.3%
（3）硫酸亞鐵的溶質質量分數為：$\frac{22.8g}{159g-9g-44.1g+8.4g-0.3g}$×100%=20%．
故答案為：（1）B；
（2）樣品中鐵的質量分數為93.3%；
（3）硫酸亞鐵的溶質質量分數為20%．

點評 本題主要考查了化學方程式的計算，難度不大，注意解題的規范性和準確性．