Question

生鐵和鋼都是鐵合金，生鐵中碳的含量在2．0%～4.3%之間，鋼中碳的含量在0．03%～2．0%之間．將一塊質(zhì)量為10．0g的鐵合金放入錐形瓶中，再向錐形瓶中加入100g稀H₂SO₄，恰好使鐵合金中的鐵完全反應（碳不溶于稀H₂SO₄；鐵合金中其他元素含量很低，可忽略不計），測得生成H₂的體積為4.00L（H₂在該條件下的密度為0.0880g/L）．
試根據(jù)計算回答：（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（1）該鐵合金是生鐵還是鋼？
（2）反應后所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)．

Answer 1

解：（1）設該鐵合金中鐵的質(zhì)量為x
氫氣的質(zhì)量=4.00L×0．0880g/L=0．352g
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
56              2
X          0．352g
X=9.856g
該鐵合金中碳的質(zhì)量分數(shù)=%=1.44%，介于0.03%～2．0%之間，該鐵合金是鋼
（2）設反應后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量為y
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
          152  2
          y  0．352g
       
           y=26.75g 
所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)=%=24.4%
答：（1）該鐵合金是鋼．
（2）所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為24.4%．
分析：（1）根據(jù)氫氣的質(zhì)量求出鐵的質(zhì)量，進而求出碳的質(zhì)量，求出鐵合金中碳的質(zhì)量分數(shù)，根據(jù)生鐵中碳的質(zhì)量分數(shù)和鋼中碳的質(zhì)量分數(shù)判斷是生鐵還是鋼．
（2）所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)=%，根據(jù)氫氣的質(zhì)量求出所得溶液中溶質(zhì)即硫酸亞鐵的質(zhì)量，所得溶液的質(zhì)量=鐵的質(zhì)量+稀硫酸的質(zhì)量-氫氣的質(zhì)量．
點評：有關反應后所得溶液質(zhì)量的計算是初中化學計算的一個重點內(nèi)容，反應后所得溶液的質(zhì)量一般等于所加入的所有物質(zhì)的質(zhì)量總和-生成氣體的質(zhì)量-生成沉淀的質(zhì)量．