Question

2．某化學興趣小組對生銹廢鐵鍋中鐵的含量進行了測定，稱取31g廢鐵鍋片放入特制容器中，緩慢加入19.6%的稀硫酸，直到反應完全，實驗數據如圖所示：
【資料信息】
1．銹鐵鍋中除Fe、Fe₂O₃外，其余物質均不與稀硫酸反應；
2．硫酸與表面的鐵銹發(fā)生反應
3．Fe在Fe₂（SO₄）₃-H₂SO₄混合溶液中，先和Fe₂（SO₄）₃化合生成FeSO₄
（1）從化學元素與人體健康的角度考慮，我們應選用鐵鍋還是鋁鍋鐵鍋，為什么？
（2）廢鐵鍋片中鐵單質的質量分數為31.6%（結果保留到0.1%）
（3）反應完全后，所得溶液中所含溶質是FeSO₄（填化學式），質量為64.6g（結果保留到0.1）

Answer 1

分析 （1）根據元素與人體的健康之間的關系分析；
（2）根據題意，硫酸先與表面的鐵銹發(fā)生反應生成了硫酸鐵，根據硫酸的質量可求出生成硫酸鐵的質量，由于Fe在Fe₂（SO₄）₃-H₂SO₄混合溶液中，先和Fe₂（SO₄）₃化合生成FeSO₄；根據硫酸鐵的質量可求出與硫酸鐵反應鐵的質量、生成硫酸亞鐵的質量，再根據生成氫氣的質量可求出與硫酸反應鐵的質量、生成硫酸亞鐵的質量，據此可計算出廢鐵鍋片中鐵單質的質量分數；
（3）根據上述計算可判斷出溶液中的溶質及質量．

解答 解：（1）鐵是人體必需的微量元素，而鋁是非必需元素，而且鋁元素對人體有害，所以從化學元素與人體健康的角度考慮，我們應選用鐵鍋；
（2）根據圖中信息可以知道，和氧化鐵反應的硫酸的質量為：187.5g×19.6%=36.75g；
設生成Fe₂（SO₄）₃的質量為z
Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O
           294              400
         36.75g            x
      $\frac{294}{400}=\frac{36.75g}{x}$    解得：x=50g
與硫酸鐵反應鐵的質量為y、生成硫酸亞鐵質量為z，
Fe+Fe₂（SO₄）₃ =3FeSO₄
56     400                 456
y      50g                    z
$\frac{56}{y}=\frac{400}{50g}=\frac{456}{z}$  解得：y=7g，z=57g
與硫酸反應的鐵的質量為m、生成的硫酸亞鐵為n
Fe+H₂SO₄ =FeSO₄+H₂↑
56                152       2
m                   n      0.1g
$\frac{56}{m}=\frac{152}{n}=\frac{2}{0.1g}$    解得：m=2.8g   n=7.6g
鐵鍋片中鐵單質的質量分數為：$\frac{7g+2.8g}{31g}×100%$≈31.6%；
（3）由上數分析計算可知，溶液中的溶質是硫酸亞鐵，溶質是FeSO₄，質量為：57g+7.6g=64.6g
故答案為：（1）鐵鍋；鐵是人體必需的微量元素，而鋁是非必需元素；（2）31.6%；（3）FeSO₄；64.6．

點評 要想解答好這類題目，首先，要理解和熟記根據化學反應方程式的計算步驟和格式，以及與之相關的知識等．然后，根據所給的問題情景，結合所學的相關知識和技能，細致地分析題意，并細心地探究、推理后，按照題目要求進行認真地選擇或解答即可．