Question

生鐵和鋼都是鐵的合金，生鐵中碳的含量在2.0%～4.3%之間，鋼中碳的含量在0.03%～2.0%之間．將一塊質量為8.5g的鐵合金放入錐形瓶中，再向錐形瓶中加入91.9g稀H₂SO₄，恰好使鐵合金中的鐵完全反應（碳不溶于稀H₂SO₄，鐵合金中其它元素含量很低，可忽略不計），測得生成H₂的質量為0.3g．（H：1  O：16  S：32 Fe：56）試根據計算回答：
（1）該鐵合金是生鐵還是鋼？
（2）反應后所得溶液的溶質質量分數．

Answer 1

分析：（1）由生成氫氣的質量和鐵合金的質量，根據鐵與稀硫酸反應的化學方程式可以計算出鐵合金中鐵的質量和生成硫酸亞鐵的質量；鐵合金的質量與鐵的質量之差就是鐵合金中碳的質量，碳的質量與鐵合金的質量之比就是鐵合金的含碳量．通過比較就可以知道是生鐵還是鋼．
（2）由鐵的質量加上稀硫酸的質量去掉生成氫氣的質量，就是所得溶液的質量；硫酸亞鐵的質量與所得溶液的質量之比就是所得溶液中溶質的質量分數．

解答：解：設鐵合金中鐵的質量為x，生成硫酸亞鐵的質量為y．
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56       152   2
x         y    0.3g

56

x

=

152

y

=

2

0.3g

x=8.4g，y=22.8g
（1）鐵合金的含碳量為

8.5g-8.4g

8.5g

×100%≈1.2%＜2%
故該鐵合金屬于鋼．
（2）反應后溶液中溶質的質量分數為

22.8g

8.4g+91.9g-0.3g

×100%=22.8%
答：（1）該合金是鋼．
（2）反應后所得溶液中溶質的質量分數是22.8%．

點評：本題主要考查含雜質物質的化學方程式計算和溶質質量分數的計算，難度較大．