Question

17．校課外興趣小組取某鋼鐵廠生鐵樣品進行實驗：將四份不同質量的生鐵樣品（假定其中只含單質鐵和單質碳）分別加到100g質量分數相同的硫酸溶液中，充分反應后，測得的實驗數據如下表所示：（已知：在標準狀況下，22.4L H₂的質量為2g）

實驗序號	1	2	3	4
生鐵樣品的質量/g	3.0	6.0	10.0	11.0
生成H2的體積（標準狀況下）/L	1.12	2.24	3.36	m

試回答下列問題：
（1）鋼鐵放置一段時間后會生銹，鋼鐵生銹條件鋼鐵與氧氣和水接觸
（2）上述表格中m的值為3.36；
（3）根據表中數據計算硫酸溶液中H₂SO₄的質量分數．

Answer 1

分析 （1）鋼鐵生銹是鋼鐵與氧氣和水接觸所致；
（2）根據實驗1和2可知，每3g生鐵與足量硫酸反應時生成的氫氣為1.12L，而第三次是超過了9g，才得到3.36L氫氣，說明酸已經完全反應，所以繼續(xù)加入生鐵氣體不再生成，故m=3.36
（3）根據第三個實驗中金屬過量而酸恰好完全反應計算稀硫酸中溶質的質量，進而求算對應的質量分數．

解答 解：
（1）鋼鐵生銹是鋼鐵與氧氣和水接觸所致，所以鋼鐵生銹的條件是鋼鐵與氧氣和水接觸；
（2）根據實驗1和2可知，每3g生鐵與足量硫酸反應時生成的氫氣為1.12L，而第三次是超過了9g，才得到3.36L氫氣，說明酸已經完全反應，所以繼續(xù)加入生鐵氣體不再生成，故m=3.36
（3）第三個實驗中金屬過量而酸恰好完全反應計算稀硫酸中溶質的質量，進而求算對應的質量分數．
設所消耗的硫酸中的溶質的質量為y．
對應的氫氣的質量為2g×$\frac{3.36L}{22.4L}$=0.3g
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
         98                2
          x               0.3g
$\frac{98}{2}$=$\frac{x}{0.3g}$
x=14.7g
硫酸溶液中H₂SO₄的質量分數為$\frac{14.7g}{100g}$×100%=14.7%
答：
（1）鋼鐵放置一段時間后會生銹，鋼鐵生銹條件 鋼鐵與氧氣和水接觸
（2）上述表格中m的值為 3.36；
（3）硫酸溶液中H₂SO₄的質量分數為14.7%．

點評 根據化學方程式計算時，第一要正確書寫化學方程式，第二要使用正確的數據，第三計算過程要完整．