Question

某化學興趣小組用化學方法測定一種鋼鐵樣品中鐵的含量．同學們稱取了5.7g鋼樣品，投入裝有10.0g稀鹽酸（足量）的燒杯（燒杯質量也為10.0g）中．在化學反應過程中對燒杯（包括溶液和殘余固體）進行了四次稱量，記錄如下表：

反應時間	t0	t1	t2	t3
燒杯和藥品質量/g	25.7	25.6	25.5	25.5

（1）這種鋼樣品中鐵的含量是多少？（精確到0.1%）
（2）鋼的類型分為：含碳質量（C%）0.03%～0.3%為低碳鋼；0.3%～0.6%為中碳鋼；0.6%～2%為高碳鋼．假設殘留在燒杯中的黑色固體全部是碳，則這種鋼屬于

高碳鋼

．

Answer 1

分析：（1）表中數據表明，第三次稱得質量和第四次稱得質量相等，此現象說明在第三次稱重時已完全反應，此時所稱得質量為25.5g，與反應前的總質量=5.7g+10g+10g=25.7g相比，少了0.2g；由于反應中只放出氫氣，所以生成氫氣的質量為0.2g；生鐵為鐵和碳的混合物，其中碳不與硫酸反應，所得氫氣質量為鐵與硫酸反應所產生；
（2）根據“（1）中的這種鋼樣品中鐵的含量”計算出這種鋼樣品中含碳量，對照已知條件就可知道它屬于哪一種鋼．

解答：解：（1）根據質量守恒，反應前后質量差即為氫氣質量，所以，生成氫氣的質量=5.7g+10g+10g-25.5g=0.2g；
設5.7g鋼樣品中含鐵質量為x，則：
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56             2
x           0.2g
56：2=x：0.2g
解得，x=5.6g
則這種鋼樣品含鐵：

5.6g

5.7g

×100%≈98.2%；
答：這種鋼樣品中鐵的含量是98.2%；
（2）這種鋼樣品中含碳量為：1-98.2%=1.8%，故這種鋼屬于高碳鋼；
故答案是：高碳鋼．

點評：通過四次稱重的質量變化特點，判斷出放入稀鹽酸中的生鐵樣品完成反應，反應后剩余物質的總質量25.5g，然后利用質量守恒定律，求出氫氣質量．