Question

9．某興趣小組為了測定食品包裝袋內的干燥劑鐵粉是否全部變質（假設變質后只生成氧化鐵），進行了如下實驗，取干燥劑樣品加入足量稀鹽酸溶液，實驗測得相關數據如圖所示：
求：（1）興趣小組得出此干燥劑中還含有鐵粉，沒有全部變質的理由是反應生成了氣體，而該干燥劑只有在不完全變質的情況下才會和鹽酸反應生成氫氣；
（2）計算此干燥劑中含有鐵粉的質量；
（3）如果186.6g鹽酸恰好完全反應，反應后所得溶液中陽離子只有一種亞鐵離子，計算最后得到溶液的溶質質量分數．

Answer 1

分析 根據質量守恒定律可知，過程中總質量的減少是因為生成了氫氣，所以可以求算氫氣的質量，也說明該干燥劑中一定含有鐵單質，這樣才會有氫氣的生成．根據氫氣的質量和對應的化學方程式求算鐵的質量．至于最后的計算，由于限定只有一種陽離子亞鐵離子，所以根據關系式法可以求算氯化亞鐵的質量，進而求算其質量分數．

解答 解：
（1）根據質量守恒定律可得，反應前后的總質量減少是生成了氫氣，在干燥劑成分中只有鐵單質才會和鹽酸反應生成氫氣，所以質量的改變說明該干燥劑沒有完全變質；
（2）生成氫氣的質量為13.6g+186.6g-200g=0.2g
設單質鐵的質量為x
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56                      2
x                        0.2g
$\frac{56}{2}$=$\frac{x}{0.2g}$
x=5.6g
（3）由于186.6g鹽酸恰好完全反應，反應后所得溶液中陽離子只有一種亞鐵離子，則鐵元素全部轉化為氯化亞鐵了．
 干燥劑中氧化鐵的質量為13.6g-5.6g=8g
則干燥劑中鐵元素的質量為5.6g+8g×$\frac{56×2}{56×2+16×3}$×100%=11.2g
11.2g鐵元素對應的氯化亞鐵的質量為11.2g÷（$\frac{56}{56+35.5×2}$×100%）=25.4g
則所得溶液中氯化亞鐵的質量分數為$\frac{25.4g}{200g}$×100%=12.7%
答：（1）興趣小組得出此干燥劑中還含有鐵粉，沒有全部變質的理由是 反應生成了氣體，而該干燥劑只有在不完全變質的情況下才會和鹽酸反應生成氫氣；
（2）此干燥劑中含有鐵粉的質量為5.6g；
（3）如果186.6g鹽酸恰好完全反應，反應后所得溶液中陽離子只有一種亞鐵離子，最后得到溶液的溶質質量分數為12.7%．

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．