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一化學興趣小組對某生鐵樣品中鐵的質量分數進行探究．該小組查閱資料知：生鐵中除鐵外，還含有碳、硅、錳、磷和硫等元素．碳在生鐵中以兩種形態(tài)存在，一種是游離碳（石墨），另一種是化合碳（如Fe3C等）；硅、錳、磷、硫存在形式較為復雜；這些物質通常都不與稀硫酸發(fā)生化學反應．實驗探究：
（1）取一只燒杯，稱得其質量為72.4g，加入一定量生鐵樣品碎屑，稱得燒杯和樣品的總質量為102.4g；
（2）向盛有生鐵樣品的燒杯中加入稀硫酸，邊加邊攪拌，直到燒杯中不再產生氣泡，再加入少量稀硫酸以確保過量，測得共用去稀硫酸247.3g；
（3）靜置，稱量．稱得燒杯和剩余物質的總質量為348.7g．
回答：（保留小數點后1位小數）
（1）計算該生鐵樣品中單質鐵的質量分數？
（2）經有關部門精確測定，該樣品中Fe3C的質量分數為2%．假設沒有與硫酸反應的鐵都以Fe3C形式存在，則樣品生鐵中鐵元素的質量分數為多少？
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）樣品中的鐵元素包括單質的鐵與Fe3C中的鐵，依據（1）的結論及（2）的條件計算出鐵元素的總質量，再利用鐵元素的質量分數為：
鐵元素的總質量
樣品的質量
×100%求解即可．
解答：解：（1）生成H2的質量：102.4 g+247.3 g-348.7 g=1.0 g，樣品的質量是102.4g-72.4g=30g
設生鐵樣品中含鐵的質量為x．
Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
56                2
x                1.0 g
56
2
=
x
1.0g

x=
56×1.0g
2
=28.0g
則鐵的質量分數是
28g
102.4g-72.4g
×100%=93.3%
（2）樣品中的鐵元素包括單質的鐵與Fe3C中的鐵，鐵元素的總質量=28.0g+30g×2%×
3×56
3×56+12
=28.56g，
生鐵中鐵元素的質量分數為：
鐵元素的總質量
樣品的質量
=
28.56g
30g
×100%=95.2%
答：（1）該生鐵樣品中單質鐵的質量分數是93.3%
（2）樣品生鐵中鐵元素的質量分數為95.2%
點評：該題是對物質中某種元素或單質質量分數的考查，解題的關鍵是對反應前后質量變化的應用，屬于一道基本計算綜合題．
練習冊系列答案
相關習題

科目：初中化學 來源： 題型：閱讀理解

（2009?東城區(qū)二模）在化工生產中，原料往往不能被全部轉化成產品．某化工廠用石灰石（雜質不溶于水，也不參加反應）、純堿、水等原料來制燒堿溶液，再經過濾、蒸發(fā)等步驟制取固體燒堿．某化學興趣小組對化工廠倉庫中放置一段時間的固體燒堿樣品的成分進行下列分析和探究．
猜想一：樣品的成分只有氫氧化鈉．
猜想二：樣品中除了氫氧化鈉外，還含有碳酸鈉．
支持這種猜想的依據是
氫氧化鈉能與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉
氫氧化鈉能與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉
．
猜想三：該樣品中除了氫氧化鈉外，還含有氫氧化鈣、碳酸鈉和碳酸鈣．
（1）驗證猜想一：取少量固體樣品放入水中，得到澄清溶液并滴入酚酞溶液，觀察到溶液變紅．由此得出的結論是猜想一正確．
（2）驗證猜想二：請你幫助完成下列實驗報告
實驗步驟 實驗現象 結論
①取少量固體樣品溶于水中 溶液澄清
②
�、僦猩倭咳芤杭尤臌}酸
�、僦猩倭咳芤杭尤臌}酸
．
有氣泡
有氣泡
．		 猜想二正確
化學方程式為：
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
．
（1）該小組同學通過反思實驗過程，認為猜想一是不正確的，理由是
碳酸鈉溶液呈堿性，能使酚酞溶液變紅
碳酸鈉溶液呈堿性，能使酚酞溶液變紅
．
（2）通過上述探究，他們認為提出的猜想三不可能存在．請你幫助分析理由：
氫氧化鈣與碳酸鈉不能共存；碳酸鈣難溶于水，若含這種物質，就不會得到澄清溶液．
氫氧化鈣與碳酸鈉不能共存；碳酸鈣難溶于水，若含這種物質，就不會得到澄清溶液．
．

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科目：初中化學 來源： 題型：閱讀理解

某化學興趣小組對教材中“測定空氣中氧氣含量”的實驗（見圖Ⅰ）進行了大膽改進，設計了圖Ⅱ（選用容積為45mL的18×180mm的試管作反應容器）實驗方案進行，收到了良好的效果，請你對比分析兩個實驗，回答下列有關問題：

（1）實驗過程中，觀察到紅磷燃燒的現象是
發(fā)出黃光、放出熱量、冒出大量的白煙
發(fā)出黃光、放出熱量、冒出大量的白煙
；該反應的文字表達式是
磷+氧氣
點燃
五氧化二磷
磷+氧氣
點燃
五氧化二磷
；上述實驗和拉瓦錫研究空氣成分實驗（將汞與空氣封閉在一起加熱，生成氧化汞）的化學反應都屬于
化合
化合
反應（填基本反應類型）．
（2）圖Ⅰ實驗不僅可以說明氧氣占空氣的體積分數，還可以說明氮氣具有的化學性質有
不燃燒也不支持燃燒或不與紅磷反應
不燃燒也不支持燃燒或不與紅磷反應
（只需寫一點）．
（3）用圖Ⅰ實驗裝置測定的結果是：集氣瓶內水面上升明顯大于瓶內空氣體積的
1
5
，你認為導致這一結果的原因是
在將燃著的紅磷伸入裝置時動作緩慢，致使裝置內的部分空氣逸散出來
在將燃著的紅磷伸入裝置時動作緩慢，致使裝置內的部分空氣逸散出來
．（只需寫一點）
（4）某學生用木炭代替圖Ⅰ中的紅磷，當木炭停止燃燒，集氣瓶冷卻到室溫．打開彈簧夾后，發(fā)現水不能進入集氣瓶，原因是
木炭燃燒生成二氧化碳氣體，占了氧氣的空間
木炭燃燒生成二氧化碳氣體，占了氧氣的空間
，若仍用木炭代替紅磷，對該生的實驗方案應作何改進，才能保證實驗成功？（只需答出實驗方案中須改進的地方）
在集氣瓶中放一些氫氧化鈉溶液
在集氣瓶中放一些氫氧化鈉溶液
．
（5）圖Ⅱ是該興趣小組的測定空氣中氧氣含量的改進裝置，其實驗的操作步驟如下：
①點燃酒精燈；
②撤去酒精燈，待試管冷卻后松開彈簧夾；
③將少量紅磷平裝入試管中，將20mL的注射器活塞置于10mL刻度處，并按圖Ⅱ中所示的連接方式固定好，再將彈簧夾夾緊橡皮管；
④讀取注射器活塞的數據．
你認為正確的實驗操作順序是
③①②④
③①②④
（填序號）；圖Ⅱ實驗中，注射器活塞將從10mL刻度處慢慢前移到約
1
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mL處才停止；對照圖Ⅱ實驗，你認為圖Ⅰ實驗有何不足之處（回答一點即可）
圖Ⅰ不如圖Ⅱ嚴密
圖Ⅰ不如圖Ⅱ嚴密
．
（6）經過研究討論后該興趣小組又設計了如圖Ⅲ的測定空氣中氧氣含量的改進裝置．
主要操作是：在實際容積為150mL的集氣瓶里，先裝進50mL的水，再按圖連好儀器，按下熱的玻璃棒，白磷立即被點燃．（已知白磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷）
①白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中，瓶內水面的變化是
先下降后上升
先下降后上升
；若實驗非常成功，最終集氣瓶中水的體積約為
70
70
mL．
②集氣瓶里預先裝進的50mL水，在實驗過程中起到哪些作用？
abc
abc
（填寫序號）
a．加快集氣瓶冷卻  b．液封導氣管末端以防氣體逸出  c．緩沖集氣瓶內氣壓的驟然升高．

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科目：初中化學 來源： 題型：解答題

某化學興趣小組對教材中“測定空氣中氧氣含量”的實驗（見圖Ⅰ）進行了大膽改進，設計了圖Ⅱ（選用容積為45mL的18×180mm的試管作反應容器）實驗方案進行，收到了良好的效果，請你對比分析兩個實驗，回答下列有關問題：

（1）實驗過程中，觀察到紅磷燃燒的現象是________；該反應的文字表達式是________；上述實驗和拉瓦錫研究空氣成分實驗（將汞與空氣封閉在一起加熱，生成氧化汞）的化學反應都屬于________反應（填基本反應類型）．
（2）圖Ⅰ實驗不僅可以說明氧氣占空氣的體積分數，還可以說明氮氣具有的化學性質有________（只需寫一點）．
（3）用圖Ⅰ實驗裝置測定的結果是：集氣瓶內水面上升明顯大于瓶內空氣體積的數學公式，你認為導致這一結果的原因是________．（只需寫一點）
（4）某學生用木炭代替圖Ⅰ中的紅磷，當木炭停止燃燒，集氣瓶冷卻到室溫．打開彈簧夾后，發(fā)現水不能進入集氣瓶，原因是________，若仍用木炭代替紅磷，對該生的實驗方案應作何改進，才能保證實驗成功？（只需答出實驗方案中須改進的地方）________．
（5）圖Ⅱ是該興趣小組的測定空氣中氧氣含量的改進裝置，其實驗的操作步驟如下：
①點燃酒精燈；
②撤去酒精燈，待試管冷卻后松開彈簧夾；
③將少量紅磷平裝入試管中，將20mL的注射器活塞置于10mL刻度處，并按圖Ⅱ中所示的連接方式固定好，再將彈簧夾夾緊橡皮管；
④讀取注射器活塞的數據．
你認為正確的實驗操作順序是________（填序號）；圖Ⅱ實驗中，注射器活塞將從10mL刻度處慢慢前移到約________mL處才停止；對照圖Ⅱ實驗，你認為圖Ⅰ實驗有何不足之處（回答一點即可）________．
（6）經過研究討論后該興趣小組又設計了如圖Ⅲ的測定空氣中氧氣含量的改進裝置．
主要操作是：在實際容積為150mL的集氣瓶里，先裝進50mL的水，再按圖連好儀器，按下熱的玻璃棒，白磷立即被點燃．（已知白磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷）
①白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中，瓶內水面的變化是________；若實驗非常成功，最終集氣瓶中水的體積約為________mL．
②集氣瓶里預先裝進的50mL水，在實驗過程中起到哪些作用？________（填寫序號）
a．加快集氣瓶冷卻　b．液封導氣管末端以防氣體逸出　c．緩沖集氣瓶內氣壓的驟然升高．

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科目：初中化學 來源：東城區(qū)二模 題型：問答題

在化工生產中，原料往往不能被全部轉化成產品．某化工廠用石灰石（雜質不溶于水，也不參加反應）、純堿、水等原料來制燒堿溶液，再經過濾、蒸發(fā)等步驟制取固體燒堿．某化學興趣小組對化工廠倉庫中放置一段時間的固體燒堿樣品的成分進行下列分析和探究．
猜想一：樣品的成分只有氫氧化鈉．
猜想二：樣品中除了氫氧化鈉外，還含有碳酸鈉．
支持這種猜想的依據是______．
猜想三：該樣品中除了氫氧化鈉外，還含有氫氧化鈣、碳酸鈉和碳酸鈣．
（1）驗證猜想一：取少量固體樣品放入水中，得到澄清溶液并滴入酚酞溶液，觀察到溶液變紅．由此得出的結論是猜想一正確．
（2）驗證猜想二：請你幫助完成下列實驗報告
實驗步驟 實驗現象 結論
①取少量固體樣品溶于水中 溶液澄清
②______． ______． 猜想二正確
化學方程式為：______．
（1）該小組同學通過反思實驗過程，認為猜想一是不正確的，理由是______．
（2）通過上述探究，他們認為提出的猜想三不可能存在．請你幫助分析理由：______．

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科目：初中化學 來源：北京模擬題 題型：實驗題

在化工生產中，原料往往不能被全部轉化成產品。某化工廠用石灰石（雜質不溶于水，也不參加反應）、純堿、水等原料來制燒堿溶液，再經過濾、蒸發(fā)等步驟制取固體燒堿。某化學興趣小組對化工廠倉庫中放置一段時間的固體燒堿樣品的成分進行下列分析和探究。
【提出猜想】(1)猜想一：樣品的成分只有氫氧化鈉。
猜想二：樣品中除了氫氧化鈉外，還含有碳酸鈉。支持這種猜想的依據是________。
猜想三：該樣品中除了氫氧化鈉外，還含有氫氧化鈣、碳酸鈉和碳酸鈣。
【實驗與結論】驗證猜想一：取少量固體樣品放入水中，得到澄清溶液并滴入酚酞溶液，觀察到溶液變紅。由此得出的結論是猜想一正確。
(2)驗證猜想二：請你幫助完成下列實驗報告
【反思與評價】(3)該小組同學通過反思實驗過程，認為猜想一是不正確的，理由是____________。
(4)通過上述探究，他們認為提出的猜想三不可能存在。請你幫助分析理由：____________________。

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