Question

8．社會實踐活動中，課外興趣小組對某鋼鐵廠的鋼樣進行實驗、分析、計算，了解鋼樣只含Fe和C，并且鋼樣粉末中鐵和碳的質量之比為700：9．
（1）取三份不同質量的鋼樣粉末分別加到50　g質量分數相同的硫酸中，充分反應后，測得的實驗數據如下表所示：

實驗序號	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
加入鋼樣粉末的質量/g	2.836	5.672	8.508
生成氣體的質量/g	0.100	0.200	0.250

請根據表中數據計算硫酸中H₂SO₄的質量分數．
（2）若在實驗Ⅱ中繼續加入m g鋼樣粉末，計算反應結束后剩余的固體質量為多少？（用含m的代數式表示）

Answer 1

分析 （1）根據數據可知，前兩份都是鐵完全反應，酸有剩余，而第三個實驗是酸完全反應，金屬有剩余，根據氫氣的質量和對應的化學方程式求算參加反應的鐵和消耗的稀硫酸中溶質的質量，進而求算稀硫酸中溶質的質量分數．
（2）根據（1）求算出的鐵求算出恰好完全反應時需要的鋼樣的質量，然后分析m+5.672與對應的鋼樣的質量關系，分析對應的剩余物質的質量．

解答 解：
（1）根據數據可知，前兩份都是鐵完全反應，酸有剩余，而第三個實驗是酸完全反應，金屬有剩余．
設生成0.250g氫氣需要的鐵的質量為x，消耗的稀硫酸中溶質的質量為y
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56     98                  2
x         y                 0.250g
$\frac{56}{x}$=$\frac{98}{y}$=$\frac{2}{0.250g}$
x=7g
y=12.25g
硫酸中H₂SO₄的質量分數為$\frac{12.25g}{50g}$×100%=25%
（2）酸恰好完全反應時鋼樣中碳的質量為$\frac{9}{700}$×7g=0.09g，即鋼樣的質量為7g+0.09g=7.09g，所以當m+5.672＜7.09時，即m＜1.418時，剩余固體的質量為$\frac{9}{709}$×（m+5.672）g；當m+5.672=7.09，即m=1.418時，剩余固體為0.09g．當m+5.672＞7.09，即m＞1.418時，剩余固體為m+5.672-7.09+0.09=（m-1.328）g．
答：
（1）硫酸中H₂SO₄的質量分數為25%
（2）m＜1.418時，剩余固體的質量為$\frac{9}{709}$×（m+5.672）g；
m=1.418時，剩余固體為0.09g；
m＞1.418時，剩余固體為（m-1.328）g

點評 根據化學方程式計算時，第一要正確書寫化學方程式，第二要使用正確的數據，第三計算過程要完整．