Question

(3分) 化學(xué)興趣小組對生鐵樣品中鐵的質(zhì)量分數(shù)進行探究。
【查閱資料】生鐵中除鐵外，還含有碳、硅、磷和硫等元素。碳在生鐵中以兩種形式存在：一種是單質(zhì)碳（C），另一種是化合碳(如Fe₃C)；硅、磷、硫存在形式較為復(fù)雜；這些物質(zhì)通常都不與稀硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
【實驗數(shù)據(jù)】

	燒杯	燒杯+生鐵樣品	稀硫酸	燒杯+剩余物質(zhì)
質(zhì)量/g	70.4	102.4	247.3	348.7

請計算：(1)該生鐵樣品中單質(zhì)鐵的質(zhì)量分數(shù)；
(2)經(jīng)質(zhì)檢部門精確測定，該樣品中鐵元素的總含量為95.2%(假設(shè)沒有與硫酸反應(yīng)的鐵都是以Fe₃C形式存在)，求樣品中Fe₃C的質(zhì)量分數(shù)。

Answer 1

（1）87.5%  （2）8.25%

試題分析：（1）燒杯中反應(yīng)前后減少的質(zhì)量是逸出氫氣的質(zhì)量，利用鐵和硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式，根據(jù)氫氣的質(zhì)量可求出單質(zhì)鐵的質(zhì)量，再根據(jù)×100%，求出生鐵樣品中單質(zhì)鐵的質(zhì)量分數(shù)。
解：根據(jù)質(zhì)量守恒定律得，H₂的質(zhì)量=（102.4g+247.3ｇ）-348.7g="1" g
設(shè)該生鐵樣品中單質(zhì)鐵的質(zhì)量為x
Fe + H₂SO₄       FeSO₄ + H₂ ↑
56                      2
x                      1ｇ

解得，X=28g
根據(jù)題意可知，樣品的質(zhì)量="102.4g" -70.4g="32" g ，
則Fe%=
答：該生鐵樣品中單質(zhì)鐵的質(zhì)量分數(shù)為87.5%
（2）樣品的質(zhì)量×樣品中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)=樣品中鐵元素的總質(zhì)量，再用樣品中鐵元素的總質(zhì)量-單質(zhì)鐵的質(zhì)量，可求出Fe₃C中的鐵元素的質(zhì)量，即32g×95.2%-28g=2.464g；
再根據(jù)Fe₃C中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)，求出Fe₃C的質(zhì)量，即2.464g÷=2.64g；
最后計算出樣品中Fe₃C的質(zhì)量分數(shù)=×100%=8.25%
答：樣品中Fe₃C的質(zhì)量分數(shù)為8.25%
點評：根據(jù)化學(xué)方程式進行計算時，只要找準(zhǔn)對應(yīng)關(guān)系，計算正確即可，但要注意所使用的物質(zhì)的質(zhì)量應(yīng)為參加反應(yīng)的純凈物的質(zhì)量，不可把混合物的質(zhì)量直接代入進行計算。本題的第二小問比較難，做這類型題時應(yīng)從問題著手倒著向前分析，直到出現(xiàn)已知條件。