Question

化學學習小組為了分析生鐵中鐵的含量，進行了如下實驗研究：取12g生鐵與10%的鹽酸反應，并繪制了加入鹽酸質量與放出氣體質量的關系圖（見圖）．（說明：生鐵中雜質不溶于水，不與鹽酸、硫酸銅溶液反應．）
（1）鐵完全反應用去鹽酸的質量為

 

g．
（2）生鐵中鐵的質量分數為多少？（寫出計算過程，結果保留到小數點后一位）
（3）某同學列出了如下計算式：生鐵與鹽酸剛好反應完全時所得溶液質量=（146+12-a）g小明對該計算式提出了質疑，請指出其中的錯誤

 

．
（4）小華另設計了一個實驗方案：用12g生鐵粉與20%的硫酸銅溶液反應來分析生鐵中鐵的含量．請你畫出加入硫酸銅溶液質量與固體質量變化關系的曲線．

Answer 1

分析：（1）從圖示可得鹽酸的質量，（2）根據鐵與鹽酸反應的化學方程式，已知所用鹽酸的質量和質量分數，能夠計算出生鐵中鐵的質量分數．（3）所得溶液質量應該是物質的總質量減去不溶性雜質和生成的氣體的質量．（4）繪制加入硫酸銅溶液質量與固體質量變化關系的曲線時要抓住起點，曲線的走勢和轉折點．

解答：解：（1）鐵完全反應用去鹽酸的質量從圖示中可以看出是146克，答案：146g
（2）計算生鐵中鐵的質量分數，首先要算出純鐵的質量，再除以生鐵的質量即可；
（3）生鐵與鹽酸剛好反應完全時所得溶液質量應是物質的總質量減去不溶性雜質和生成的氣體的質量．
（4）用12g生鐵粉與20%的硫酸銅溶液反應來分析生鐵中鐵的含量．畫出加入硫酸銅溶液質量與固體質量變化關系的曲線，開始反應時的固體是生鐵的質量為12克，反應過程中生成了銅，根據化學方程式可計算出銅的質量比鐵的質量要增加，所以曲線的走勢是向上的．12g生鐵中有11.2g鐵，其它是雜質不與硫酸銅溶液反應，這11.2g的鐵與硫酸銅反應生成12.8g的銅，所以最后固體的質量應該是生成12.8g的銅和12g-11.2g=0.8g的雜質應該是13.6g鐵完全反應后固體的質量再不發生變化．

故答案為：（1）146
（2）解：設與鹽酸反應的鐵的質量為x．
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56   73
x   146g×10%

56

73

=

x

146×10%

x=11.2g                         
生鐵中鐵的質量分數為=

11.2g

12g

×100%=93.3%           
 答：生鐵中鐵的質量分數為93.3%．
（3）溶液質量不包括氫氣質量和剩余雜質的質量，所以還要減去雜質的質量；
（4）如圖

點評：學會看曲線圖是需要同學們掌握的一種技能，抓住起點，轉折點和曲線的走勢是關鍵．