Question

化學興趣小組對生鐵樣品中鐵的質量分數進行探究．
[查閱資料]生鐵中除鐵外，還含有碳、硅、磷和硫等元素．碳在生鐵中以兩種形式存在：一種是單質碳（C），另一種是化合碳（如Fe₃C）；硅、磷、硫存在形式較為復雜；這些物質通常都不與稀硫酸發生化學反應．
[實驗數據]

	燒杯	燒杯+生鐵樣品	稀硫酸	燒杯+剩余物質
質量/g	70.4	102.4	247.3	348.7

請計算：（1）該生鐵樣品中單質鐵的質量分數；
（2）經質檢部門精確測定，該樣品中鐵元素的總含量為95.2%（假設沒有與硫酸反應的鐵都是以Fe₃C形式存在），求樣品中Fe₃C的質量分數．

Answer 1

分析：（1）燒杯中前后減少的質量是氫氣的質量，利用鐵和硫酸反應的化學方程式，根據氫氣的質量求出單質鐵的質量，再根據

單質鐵的質量

生鐵樣品的質量

×100%求出生鐵樣品中單質鐵的質量分數．
（2）樣品的質量×樣品中鐵元素的質量分數=樣品中鐵元素的總質量，再用樣品中鐵元素的總質量-單質鐵的質量求出Fe₃C中鐵元素的質量分數，最后根據鐵元素的質量求出Fe₃C的質量．

解答：解：（1）氫氣的質量=102.4g+247.3g-348.7g=1g
生鐵樣品的質量=102.4g-70.4g=32g
設樣品中單質鐵的質量為x
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56             2
x              1g

56

2

=

x

1g

，x=28g 

28g

32g

×100%=87.5%
答：該生鐵樣品中單質鐵的質量分數為87.5%

（2）32g×95.2%-28g=2.464g  
2.464g÷

56×3

56×3+12

=2.64g

2.64g

32g

×100%=8.25%
答：樣品中Fe₃C的質量分數為8.25%．

點評：本道題的第二小題比較難，做這類型題時應從問題著手倒著向前分析，直到出現已知條件．