Question

9．鋼鐵工業(yè)是一個(gè)國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè)之一．如圖1是工業(yè)煉鐵的基本生產(chǎn)流程示意圖．某同學(xué)采集了一些生鐵樣品（含雜質(zhì)，雜質(zhì)不溶于水，不與稀硫酸反應(yīng)）采用如圖2所示裝置進(jìn)行分析．分別稱(chēng)得錐形瓶與棉花的質(zhì)量為44.1g，生鐵樣品的質(zhì)量為9.0g．在錐形瓶中加入適量稀硫酸后，立即開(kāi)始記錄電子天平的示數(shù)，記錄數(shù)據(jù)如圖3．請(qǐng)認(rèn)真分析數(shù)據(jù)，回答下列問(wèn)題：

（1）小軍數(shù)據(jù)處理的圖象中正確的是B．

（2）計(jì)算樣品中鐵的質(zhì)量（請(qǐng)寫(xiě)明過(guò)程）．
（3）若所加的稀硫酸與鐵恰好完全反應(yīng)，計(jì)算硫酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)（請(qǐng)寫(xiě)明過(guò)程）．

Answer 1

分析 根據(jù)反應(yīng)記錄數(shù)據(jù)，完全反應(yīng)放出氫氣質(zhì)量=159.0g-158.7g=0.3g，加入稀硫酸的質(zhì)量=159.0g-44.1g-9.0g=105.9g；結(jié)合反應(yīng)的化學(xué)方程式，由生成氫氣的質(zhì)量計(jì)算生鐵中鐵的質(zhì)量、反應(yīng)生成硫酸亞鐵的質(zhì)量等，完成分析和計(jì)算．

解答 解：（1）由于生鐵樣品中的雜質(zhì)不溶于水且不與酸發(fā)生反應(yīng)，因此反應(yīng)停止后樣品的質(zhì)量不為0；所以圖A所示的分析錯(cuò)誤；
隨著生鐵不斷與稀硫酸反應(yīng)，放出氫氣質(zhì)量逐漸增大，至完全反應(yīng)，放出氫氣的質(zhì)量=159.0g-158.7g=0.3g；所以圖B的分析正確；
加入稀硫酸的質(zhì)量=159.0g-44.1g-9.0g=105.9g，反應(yīng)使溶液的質(zhì)量逐漸增大，直到反應(yīng)停止溶液質(zhì)量不再改變；所以圖C的分析錯(cuò)誤；
故選：B；
（2）（2）解：設(shè)反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為x
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56                 2
x                0.3g
得出x=8.4g                   
（3）設(shè)硫酸溶液中溶質(zhì)硫酸的質(zhì)量為y
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
98             2
y            0.3g
得出 y=14.7g
硫酸溶液的質(zhì)量為159g-44.1g-9g=105.9g
硫酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.7g/105.9g×100%=13.9%．
故答案為：（1）B；
（2）樣品中鐵的質(zhì)量8.4g；                
（3）硫酸溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)13.9%．

點(diǎn)評(píng) 根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)后所得溶液的質(zhì)量=所加稀鹽酸的質(zhì)量+參加反應(yīng)鐵的質(zhì)量-放出氫氣的質(zhì)量．