Question

生鐵和鋼都是鐵合金，生鐵中含碳量在2.0%—4.3%之間，鋼的含碳量在

0.03%—2.0%之間。將一塊質量為10.0g的鐵合金放入錐形瓶中，再向錐形瓶中

加入100g稀H₂SO₄，恰好使鐵合金中的鐵完全反應（碳不溶于稀H₂SO₄；鐵合

金中其他元素含量很低，可忽略不計），測得生成H2的體積為4.00L（H₂在該

條件下的密度為0.0880g/L）。

試根據計算回答：（計算結果保留三位有效數字）

（1）該鐵合金時生鐵還是鋼？

（2）反應后所得溶液的溶質質量。

Answer 1

（1）解：設該合金中鐵的質量為x

          m(H₂)=4.00L×0.0880g/L=0.352g

          Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂↑

          56                 2

           x                 0.352g

         x = (56×0.352g)/2 = 9.856g

     該鐵合金中碳的質量分數為：[(10.00g-9.856g)/10.0g ]×100%=1.44%

    介于0.03%—2.0%之間，該鐵合金是鋼。

（2）解：設反應后所的溶液中FeSO₄的質量為y

           

       y=(152×0.352g)/2=26.75g

FeSO₄的質量分數為：[6.75g/(100g+9.856g—0.352g)]×100%=24.4%