Question

現有鐵粉與木炭粉混合物40克，與足量的稀硫酸反應，產生標準狀況下（指0℃、標準大氣壓強）氣體1克，將反應后所得混合物進行過濾，得一定質量的濾渣．請計算：
（1）原混合物中炭粉的質量分數．
（2）將全部濾渣溶在濃硫酸中，發現其完全溶解，并放出刺激性氣味氣體，發生的化學方程式為：C+2H₂SO₄（濃、熱）=CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，求理論上此濾渣與熱的濃硫酸反應產生的氣體總質量為多少克（標準狀況下，且有害氣體最后集中處理）？

Answer 1

分析：鐵粉與木炭粉加入硫酸后，只有鐵與硫酸反應，木炭與硫酸不反應，所以產生標準狀況下（指0℃、標準大氣壓強）氣體1克屬于鐵與硫酸反應生成的氫氣質量，根據氫氣的質量計算出鐵的質量，再用40g鐵的質量就是碳粉的質量，再除以40g乘以百分之百就是原混合物中炭粉的質量分數．根據碳的質量計算出生成二氧化碳和二氧化硫的質量，加在一塊即可．

解答：解：（1）設原混合物中鐵的質量為X．
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56              2
X               1g

56

X

=

2

1g

  X=28g
則炭粉的質量分數為：

40g-28g

40g

×100%=30%．
（2）設全部炭粉與熱的濃H₂SO₄反應產生CO₂、SO₂氣體的質量分別為y和z．
C+2H₂SO₄=CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O
12       44   2×64
12g      y     z

12

12g

=

44

y

   y=44g

12

12g

=

2×64

z

   y=128g
產生氣體的總質量為：44g+128g=172g
答：設原混合物中鐵的質量分數為30%，濾渣與熱的濃硫酸反應產生的氣體總質量為172g．
故答案為：
（1）30%；
（2）172g．

點評：解答本題的關鍵是要知道鐵和碳中只有鐵與酸反應，因為鐵在金屬活動性順序中位于氫的前面了，碳與酸不反應，與酸反應得到的氣體就是氫氣的質量，根據氫氣的質量再進行進一步計算即可．