Question

某興趣小組對生銹廢鐵鍋中鐵的含量進行了測定。生銹的鐵鍋中除Fe、Fe₂O₃外，還含有碳、硅、錳等元素（除Fe、Fe₂O₃以外的物質(zhì)都不與稀硫酸反應(yīng)）。興趣小組的同學稱取40 g廢鐵鍋片放入特制容器中，緩慢加入39.2%的稀硫酸，直到恰好反應(yīng)完全停止加入稀硫酸（假設(shè)硫酸先與表面的鐵銹發(fā)生反應(yīng)），實驗數(shù)據(jù)如右圖所示。

（1）廢鐵鍋片中鐵單質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為                     。

（2）所得溶液中所含溶質(zhì)的化學式為                                  ，請計算溶

液中硫酸鐵的質(zhì)量為                     g（請寫出計算過程）。

Answer 1

（1）70%（2分）              （2）FeSO₄ 、Fe₂(SO₄)₃（2分）     10（3分）

解析：（1）由圖可知稀硫酸與鐵反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量為1 g，設(shè)廢鐵鍋中鐵的質(zhì)量為x 。

Fe ＋ H₂SO₄  = FeSO₄  ＋ H₂↑

56                    2

x                     1 g

56/2 = x/1g，解得x = 28g。  廢鐵鍋中鐵單質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為28g/40g×100% = 70%  。

（2）廢鐵鍋中只有Fe和Fe₂O₃能與稀硫酸反應(yīng)，并且稀硫酸恰好完全反應(yīng)，所以溶液中的溶質(zhì)是稀硫酸與Fe反應(yīng)產(chǎn)生的FeSO₄以及稀硫酸與Fe₂O₃反應(yīng)產(chǎn)生的Fe₂(SO₄)₃。由題意及圖可以看出與Fe₂O₃反應(yīng)的純硫酸的質(zhì)量為18.75g×39.2% = 7.35g，設(shè)反應(yīng)生成硫酸鐵的質(zhì)量為y 。

Fe₂O₃ + 3H₂SO₄  =  Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O

        294      400

       7.35 g     y

294/400 =7.35g/y ，解得y = 10g。

答：溶液中硫酸鐵的質(zhì)量為10g。