Question

實驗室有一瓶含硫酸的廢液，設計如下方案測定該廢液中硫酸的質量分數。取質量為18.2g的潔凈小燒杯，往其中倒入一定量硫酸廢液后稱量，總質量為33.2g，然后，將一枚質量為10.8g的鐵釘（已用砂紙打磨去除鐵銹，且鐵釘不與廢液中的其它物質反應）放入該小燒杯中充分反應，待鐵釘表面不再有氣泡產生后，稱量，總質量為43.9g。試計算原硫酸廢液中硫酸的質量分數。（計算結果保留小數點后一位）

Answer 1

（1） 解：根據質量守恒定律可知：反應后燒杯減輕的質量即為產生H₂的質量。
硫酸與鐵反應產生H₂的質量＝33.2g＋10.8g－43.9g＝0.1g 
設所取廢液中硫酸的質量為x
H₂SO₄＋Fe＝FeSO₄＋H₂↑
98               2 
x              0.1g
98 ：x＝2 ：0.1                          
x＝98×0.1g/2＝4.9g （或x＝4.9g）                
由題意，所取廢液的質量=33.2g－18.2g＝15g                 
　　   廢液中硫酸的質量分數為：  ×100%＝32.7%    
答：原廢液中硫酸的質量分數為32.7% .

試題分析：鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，鐵銹和稀硫酸反應生成硫酸鐵和水；根據質量差可以求生成氫氣的質量，結合化學方程式計算可以求出廢液中硫酸的質量，再結合題意可以求出廢液的質量.