Question

1．將一塊質(zhì)量為8.5g的鐵合金（成分為鐵和碳）放入燒杯中，再向燒杯中加入91.9g稀H₂SO₄，恰好與鐵合金中的鐵完全反應（碳不溶于稀H₂SO₄），所得氫氣的質(zhì)量為0.3g．已知含碳量高于2%的鐵合金為生鐵，含碳量低于2%的鐵合金為鋼，試根據(jù)計算回答：
（1）該鐵合金是生鐵還是鋼？
（2）反應后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是多少？

Answer 1

分析 （1）由生成氫氣的質(zhì)量和鐵合金的質(zhì)量，根據(jù)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(zhì)量和生成硫酸亞鐵的質(zhì)量；鐵合金的質(zhì)量與鐵的質(zhì)量之差就是鐵合金中碳的質(zhì)量，碳的質(zhì)量與鐵合金的質(zhì)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(zhì)量加上稀硫酸的質(zhì)量去掉生成氫氣的質(zhì)量，就是所得溶液的質(zhì)量；硫酸亞鐵的質(zhì)量與所得溶液的質(zhì)量之比就是所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．

解答 解：設鐵合金中鐵的質(zhì)量為x，生成硫酸亞鐵的質(zhì)量為y．
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56      152   2
x        y   0.3g
則：$\frac{56}{x}$=$\frac{152}{y}$=$\frac{2}{0.3g}$，
解得：x=8.4g、y=22.8g，
（1）鐵合金的含碳量為：$\frac{8.5g-8.4g}{8.5g}$×100%≈1.2%＜2%，故該鐵合金屬于鋼，
答：通過計算可知該合金是鋼；
（2）反應后溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{22.8g}{8.4g+91.9g-0.3g}$×100%=22.8%，
答：反應后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是22.8%．

點評 本題考查混合物反應的計算，題目難度中等，明確發(fā)生反應的原理為解答關(guān)鍵，注意掌握質(zhì)量分數(shù)的概念及計算方法，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力．