我國鋼鐵產(chǎn)量居全球第一,占全球總產(chǎn)量的30%以上,我校興趣小組到鋼鐵廠做社會調(diào)查,取鋼樣(假設只含有鐵和碳)進行實驗.他們向組成完全相同的四份鋼樣粉末中分別加入100g稀硫酸溶液,充分反應后,測得的實驗數(shù)據(jù)如下表所示:
實驗1 實驗2 實驗3 實驗4
每份鋼樣中加入稀硫酸的質量 100g 100g 100g 100g
鋼樣粉末質量 2.84g 4.26g 6.23g 7.51g
生成H2的質量 0.10g 0.15g 0.20g 0.20g
分析上表數(shù)據(jù)回答下列問題:
(1)寫出鋼樣中鐵與稀硫酸反應的化學方程式
Fe+H2SO4=FeSO4+H2
Fe+H2SO4=FeSO4+H2
;
(2)鋼樣粉末完全反應的實驗
3、4
3、4
;100g稀硫酸完全反應生成氫氣的質量
0.20
0.20
g;
(3)該稀硫酸中溶質的溶質質量分數(shù)是多少?(寫出計算過程)
(4)稀硫酸完全反應的實驗中,反應后溶液中溶質的質量分數(shù)是多少?(寫出計算過程)(結果保留至0.1%)
分析:(1)根據(jù)鐵與硫酸的反應,寫出反應的方程式
(2)根據(jù)實驗1的數(shù)據(jù)可知,2.84g鋼樣完全反應放出氫氣0.10g,同樣組成的鋼樣4.26完全反應可放出氫氣0.15g;而實驗3取鋼樣6.23g時結果得到氫氣只有0.2g,說明鋼樣未完全反應,則稀硫酸不足,稀硫酸完全反應;由此可知,試驗4鋼樣未完全反應.
(3)根據(jù)硫酸與鐵反應的方程式,由氫氣的質量可求出硫酸、硫酸亞鐵的質量,再根據(jù)溶質的質量分數(shù)的計算公式求出求出稀硫酸中溶質的溶質質量分數(shù)
(4)根據(jù)以上數(shù)據(jù)和質量質量守恒定律可計算反應后溶液中溶質的質量分數(shù).
解答:解:(1)鐵與硫酸反應生成了硫酸亞鐵和氫氣,反應的方程式是:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;
(2)由實驗1的數(shù)據(jù)可知,2.84g鋼樣完全反應放出氫氣0.10g,同樣組成的鋼樣4.26完全反應可放出氫氣0.15g;而實驗3取鋼樣6.23g時結果得到氫氣只有0.2g,說明鋼樣未完全反應,則稀硫酸不足,稀硫酸完全反應;由此可知,試驗4鋼樣未完全反應;
(3)設100g稀硫酸中溶質的質量為x,參加反應的鐵的質量為y,生成的硫酸亞鐵的質量為z
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;
56  98   152   2
y   x     z   0.2g
56
y
=
98
x
=
152
z
=
2
0.2g

解得:x=9.8g   y=5.6g  z=15.2g
該稀硫酸中溶質的溶質質量分數(shù)是:
9.8g
100g
×100%
=9.8%
(4)反應后溶液中溶質的質量分數(shù)是:
15.2g
100g+5.6g-0.2g
×100%
=14.4%.
故答為:(1)Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑(2)3、4,0.2;(3)稀硫酸中溶質的溶質質量分數(shù)是9.8%;(4)反應后溶液中溶質的質量分數(shù)是14.4%.
點評:本題難度較大,主要考查了實驗數(shù)據(jù)的分析,根據(jù)分析出來的數(shù)據(jù)進行有關化學方程式的計算,從而培養(yǎng)學生分析問題的能力.
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生成H2的質量 0.10g 0.15g 0.20g 0.20g
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