Question

【題目】社會實踐活動中，課外興趣小組對某鋼鐵廠的鐵礦石樣品和鋼樣進(jìn)行實驗、分析、計算，了解了該鋼鐵廠生產(chǎn)原料、產(chǎn)品的相關(guān)信息。下面請你根據(jù)他們的實驗幫助計算回答：

取該廠的某鋼樣粉末28.36 g（假設(shè)只含Fe和C），在氧氣流中充分反應(yīng)，將產(chǎn)生的氣體通入足量的澄清石灰水中，得到3 g白色沉淀。

（1）計算此鋼樣粉末中鐵和碳的質(zhì)量之比。

（2）再取三份不同質(zhì)量的鋼樣粉末分別加到50　g質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的硫酸中，充分反應(yīng)后，測得的實驗數(shù)據(jù)如下表所示：（標(biāo)準(zhǔn)狀況下，2 g H2的體積為22.4　L）

實驗序號	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
加入鋼樣粉末的質(zhì)量 / g	2.836	5.672	8.508
生成氣體的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）/ L	1.12	2.24	2.80

請根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算硫酸中H2SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

（3）若在實驗Ⅱ中繼續(xù)加入m g鋼樣粉末，計算反應(yīng)結(jié)束后剩余的固體質(zhì)量為多少? （用含m的代數(shù)式表示）

Answer 1

【答案】（1）CO2＋Ca(OH)2=CaCO3＋H2O

44 100

m 3g

解得m＝1.32g

所以碳原子的質(zhì)量是1.32g×12/44＝0.36g

所以鐵的質(zhì)量是28.36g－0.36g＝28.00g

因此鋼樣粉末中鐵和碳的質(zhì)量之比28.00︰0.36＝700 : 9

（2）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，實驗I、Ⅱ中硫酸過量，但在Ⅲ中生成的氫氣不是3.36L，說明硫酸不足。所以產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量是2.80÷2.24×2g＝0.25g，則稀硫酸中溶質(zhì)是0.25g×98/2＝12.25g。所以硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是12.25÷50×100％＝24.5%

（3）根據(jù)以上分析可知，實驗Ⅱ中剩余硫酸的質(zhì)量是12.25g－9.8g＝2.45g

根據(jù)方程式Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑可知

溶解鐵的質(zhì)量是2.45g×56/98＝1.4g

則對應(yīng)樣品質(zhì)量是1.4g×709/700＝1.418g

所以如果當(dāng)m＞1.418 g，則硫酸不足

所以剩余固體質(zhì)量為：(m＋5.672－12.25×56/98)g＝（m―1.328) g

當(dāng) m≤1.418 g，硫酸過量，所以剩余固體是碳，質(zhì)量為：(5.672 + m)×9/709 g

【解析】考查根據(jù)方程式進(jìn)行的有關(guān)計算。