Question

某學(xué)生在課外活動中用鐵粉（含雜質(zhì)且雜質(zhì)不參加反應(yīng)）和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣．所做5次實驗結(jié)果記錄如下表（每次實驗產(chǎn)生的氫氣全部被收集，且體積在相同條件下測定．該條件下氫氣的密度是0.089g/L）．

實驗編號	鐵粉的質(zhì)量/g	稀硫酸的質(zhì)量/g	生成氫氣的體積/L
1	2.0	50.0	0.77
2	4.0	50.0	1.54
3	5.8	50.0	2.24
4	5.8	60.0	2.24
5	6.4	50.0	2.24

根據(jù)上述實驗結(jié)果進行分析、計算，并回答下列問題：
（1）上述實驗中，鐵粉一定過量的實驗編號是

 

；
（2）鐵粉的純度是

 

；
（3）計算稀硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（要求寫出計算過程，計算結(jié)果精確到0.1）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)實驗3和實驗5可以看出同樣是50g稀硫酸，與不同質(zhì)量的鐵粉反應(yīng)放出氫氣的體積相等，說明在第五次實驗中加入的鐵粉是過量的；
（2）比較實驗3和實驗5，不同質(zhì)量的鐵粉與等質(zhì)量的硫酸反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量相等，說明此時硫酸的已經(jīng)被完全消耗，即50g硫酸只能產(chǎn)生2.24L氫氣，比較實驗3和實驗4，同質(zhì)量的鐵粉和不同質(zhì)量的硫酸反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量相等，說明此時鐵粉已被完全消耗，即5.8g鐵只能產(chǎn)生2.24L氫氣，綜合兩方面的分析可以知道5.8g鐵粉和50g硫酸恰好完全反應(yīng)，即實驗3是恰好完全反應(yīng)的，故可以根據(jù)實驗3的數(shù)據(jù)完成（2）和（3）的計算．

解答：解：（1）比較實驗3和實驗5可知：同樣是50g稀硫酸，與不同質(zhì)量的金屬反應(yīng)放出氫氣的體積相等，所以可以判斷實驗5中的金屬是過量的；
根據(jù)表中所給數(shù)據(jù)分析，確定3組實驗恰好完全反應(yīng)
（2）設(shè)生成2.24 L氫氣需H₂S0₄的質(zhì)量為x，5.8g鐵粉中含有鐵的質(zhì)量為y，則：
Fe+H₂S0₄═FeS0₄ +H₂↑
56  98           2
y   x        2.24 L×0.089 g/L

56

y

 =

98

x

 =

2

2.24L×0.089g/L

    解得：x=9.8 g  y=5.6g
（2）鐵的純度為：

5.6g

5.8g

×100%=96.6%；
（3）稀硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

9.8g

50g

×l00%=19.6%；
答：（3）稀硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是19.6%． 
故答案為：（1）5；
（2）96.6%；
（3）19.6%．

點評：綜合分析數(shù)據(jù)，找出量之間的關(guān)系分析反應(yīng)物與生成物之間的質(zhì)量關(guān)系，分析出物質(zhì)的剩余，選擇計算的數(shù)據(jù)一定是被完全反應(yīng)的物質(zhì)，這樣才可以正確求出相應(yīng)的未知量．