Question

某化學活動小組用化學方法測定一種鋼樣品中鐵的含量．同學們稱取了5.7g鋼樣品，投入裝有50.0g稀鹽酸（足量）的燒杯中（燒杯質量也為50.0g，樣品中雜質不與酸反應）．在實驗過程中對燒杯（包括溶液和殘余固體）進行了四次稱量，記錄如下表：

反應時間	t0	t1	t2	t3
燒杯和藥品質量/g	105.7	105.6	105.5	105.5

（1）反應中產生氫氣

 

g；
（2）這種鋼樣品中鐵的質量分數是多少？（精確到0.1%）
（3）有同學提出：在氧氣中灼燒鋼樣品可使碳變為二氧化碳跑掉，灼燒后鋼樣品質量會減輕．可是他們將一定量的鋼樣品灼燒后，發現質量反而增加了許多．原因是

 

．

Answer 1

分析：（1）由表中的實驗數據可判斷第四次稱量時已完全反應，利用質量守恒定律，可計算放出氫氣的質量；
（2）根據反應的化學方程式，由產生氫氣質量計算鋼樣中所含鐵的質量，求得鋼樣品中鐵的質量分數；
（3）根據在高溫條件下鐵、碳都可與氧氣發生反應，分析變化對固體質量的影響，判斷質量反而增加了許多的原因．

解答：解：（1）第四次稱量時已完全反應，根據質量守恒定律，反應中產生氫氣的質量=5.7g+50g+50g-105.5g=0.2g
故答案為：0.2；
（2）設樣品中含鐵的質量為x．
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56            2
x            0.2g

56

X

=

2

0.2g

  x=5.6g
鋼樣品中鐵的質量分數=

5.6g

5.7g

×100%=98.2%
答：這種鋼樣品中鐵的質量分數是98.2%；
（3）灼燒時，鐵與氧氣反應生成鐵的氧化物而使剩余固體質量增加，碳與氧氣反應放出二氧化碳而使剩余固體質量減少，但鋼樣中含有較多的鐵而只含少量的碳，因此，將一定量的鋼樣品灼燒后，發現質量反而增加了許多；
故答案為：因為碳減少的質量，遠小于鐵轉化為氧化物增加的質量．

點評：利用質量守恒定律求出反應放出氫氣的質量，是進行后面計算的基礎，體現出運用知識分析問題的能力．