Question

11．某化學興趣小組為測定生鐵樣品（樣品中的其他成分不參加反應，也不溶于水）中鐵的純度，并得到純凈的一定濃度的硫酸亞鐵溶液．進行了如下實驗：

注：反應①結束后，所加稀硫酸剛好反應一半，反應②恰好完全反應．
請回答下列問題：
（1）寫出發生反應的化學方程式Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
（2）根據已知條件列出求解①中參加反應的鐵的質量（X）的比例式$\frac{56}{X}$=$\frac{2}{0.4g}$．
（3）該生鐵樣品中鐵的純度為96.6%；（保留到0.1%）
（4）若最終得到的濾液為不飽和溶液，則所得濾液中溶質的質量分數為30.3%．
（5）若用98%的濃硫酸配制上述實驗所用的稀硫酸，需加加水的質量為160g．

Answer 1

分析 鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，第一次反應前后的質量差即為反應生成氫氣的質量，根據氫氣的質量可以計算其它數據，進一步可以進行相關方面的計算；
溶液稀釋前后，溶質質量不變．

解答 解：（1）鐵和稀硫酸反應的化學方程式為：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．
故填：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．
（2）設鐵的質量為X，①中參加反應的硫酸質量為y，反應生成硫酸亞鐵的質量為z，
反應生成氫氣的質量為：11.6g+200g-211.2g=0.4g，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，
56  98   152   2
X   y     z   0.4g
$\frac{56}{X}$=$\frac{98}{y}$=$\frac{152}{z}$=$\frac{2}{0.4g}$，
X=11.2g，y=19.6g，z=30.4g，
故填：$\frac{56}{X}$=$\frac{2}{0.4g}$．
（3）該生鐵樣品中鐵的純度為：$\frac{11.2g}{11.6g}$×100%=96.6%．
故填：96.6%．
（4）因為反應①結束后，所加稀硫酸剛好反應一半，反應②恰好完全反應，因此反應生成硫酸亞鐵總質量為：30.4g+30.4g=60.8g，
反應后溶液質量為：11.2g+200g+11.2g-21.6g-0.4g=200.4g，
則所得濾液中溶質的質量分數為：$\frac{60.8g}{200.4g}$×100%=30.3%，
故填：30.3%．
（5）設需要水的質量為m，
稀硫酸的質量分數為：$\frac{19.6g}{100g}$×100%=19.6%，
需要濃硫酸質量為：（200g×19.6%）÷98%=40g，
需要加入水的質量為：200g-40g=160g．
故填：160g．

點評 本題主要考查學生運用假設法和化學方程式進行計算和推斷的能力，同時考查了分析數據的能力，計算時要注意規范性和準確性．