Question

某化學興趣小組的同學對一批鐵樣品（含有雜質，雜質不溶于水，也不與稀硫酸反應）進行分析，甲、乙、丙三位同學分別進行實驗，其中只有一位同學所用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應．實驗數據如下表：

	甲	乙	丙
燒杯+稀硫酸	200g	150g	150g
加入的鐵樣品	9g	9g	14g
充分反應后，燒杯+剩余物	208.7g	158.7g	163.7g

（1）

 

同學所用的稀硫酸與鐵樣品恰好完全反應；共產生

 

g氣體．
（2）計算樣品中的鐵的質量分數是多少？
（3）計算恰好完全反應后所得溶液中溶質的質量分數？（燒杯質量為25.4克）

Answer 1

分析：（1）由表中數據分析可知甲同學和乙同學的實驗產生的氫氣量相同，鐵樣品質量相同，但甲同學用的稀硫酸質量多，說明甲同學的實驗稀硫酸過量；乙同學和丙同學的實驗用稀硫酸質量相同，鐵樣品質量丙同學的多，而產生的氫氣量仍相同，說明丙同學的實驗鐵樣品過量．；據此即可判斷誰到底恰好完全反應．
（2）上面分析已經知道，乙同學的實驗是恰好完全反應的，所以計算時要用乙同學實驗的數據，根據鐵和稀硫酸反應的化學方程式，利用氫氣質量得到鐵的質量．
（3）根據氫氣的質量可以求得反應生成的硫酸亞鐵的質量，再求出恰好完全反應后溶液的質量；最后根據溶質質量分數=

溶質質量

溶液質量

×100%即可求得恰好完全反應后所得溶液中溶質的質量分數．

解答：解：（1）由以上甲同學和乙同學的實驗數據分析可知，9g鐵樣品能產生0.3g氫氣，乙同學和丙同學的實驗數據分析可知，150g稀硫酸能產生0.3g氫氣，所以9g鐵樣品和150g稀硫酸能恰好完全反應，即乙同學的實驗恰好完全反應；
故答案為：乙，0.3．
（2）乙同學實驗中產生氫氣的質量為：150g+9g-158.7g=0.3 g
 設參加反應的鐵的質量為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

；
   解得：x=8.4g，y=22.8g；    
  則鐵的樣品中鐵的質量分數=

8.4g

9g

×100%=93.3%
答：樣品中鐵的質量分數為93.3%．
（3）由（2）可知：硫酸亞鐵的質量為22.8g；
恰好完全反應后所得溶液的質量為：158.7g-25.4g-（9g-8.4g）=132.7g；
所以，恰好完全反應后所得溶液中溶質的質量分數為：

22.8g

132.7g

×100%≈17%；
答：恰好完全反應后所得溶液中溶質的質量分數為17%．

點評：此題是根據化學方程式的計算題，而且題中的數據是以表格的形式給出的，所以此題的關鍵是通過觀察、分析和比較表格中的多組數據，找出有用數據來進行解題．