Question

同學們采集了一些生鐵樣品（所含雜質既不溶于水也不與稀硫酸反應），采用電子天平進行分析．稱得錐形瓶的質量為44.1g，生鐵樣品的質量為9g．在錐形瓶中加入足量稀硫酸后，電子天平記錄數據如如圖所示．請分析數據，回答
下列問題：
（1）產生氫氣的質量為

 

g．
（2）樣品中鐵的質量分數（寫出計算過程）．
（3）反應后所得溶液中硫酸亞鐵的質量分數（寫出計算過程）．

Answer 1

分析：（1）根據質量守恒定律，產生氫氣的質量=反應前物質質量總和-反應后物質質量總和；
（2）由圖示數據可知，剩余物質質量為158.7g時，反應已完全．根據鐵與稀硫酸反應的化學方程式和生成氫氣的質量，列出比例式，就可計算出樣品中鐵的質量，然后根據“樣品中鐵的質量分數=

樣品中鐵的質量

生鐵樣品的質量

×100%”計算即可；
（3）反應后所得溶液中的溶質是亞硫酸鐵，溶液質量為：完全反應后電子天平示數-雜質質量-錐形瓶的質量；然后根據“溶質質量分數=

溶質質量

溶液質量

×100%”計算即可．

解答：解：（1）根據質量守恒定律，產生氫氣的質量=159.0g-158.7g=0.3g；故答案為：0.3g；
（2）設反應的鐵的質量為x，生成的硫酸亞鐵的質量為y，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56        152   2
x          y   0.3g
∴

56

2

=

x

0.3g

，

152

2

=

y

0.3g

，
解之得；x=

0.3g×56

2

=8.4g；
y=

0.3g×152

2

=22.8g；
則鐵的質量分數為：

8.4g

9g

×100%≈93.3%；
（3）硫酸亞鐵溶質質量分數為：

22.8g

158.7g-(9g-8.4g)-44.1g

×100%=20%．
答：樣品中鐵的質量分數為93.3%，硫酸亞鐵的溶質質量分數為20%．

點評：本題主要考查學生利用化學方程式和溶質質量分數公式進行計算的能力．根據質量守恒定律，可以計算出生成氣體的質量，再利用化學方程式進行計算，問題就很好解決．