Question

取某鋼樣粉末28.12g（假設(shè)只含F(xiàn)e和C），在氧氣流中充分反應(yīng)，得到CO₂氣體224mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．
（1）計(jì)算此鋼樣粉末中鐵和碳的物質(zhì)的量之比．
（2）再取三份不同質(zhì)量的上述鋼樣粉末，分別加到100mL相同濃度的H₂SO₄溶液中，充分反應(yīng)后，測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
加入鋼樣粉末的質(zhì)量/g	2.812	5.624	8.436
生成氣體的體積/L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）	1.120	2.240	2.800

①計(jì)算硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度．
②若在實(shí)驗(yàn)Ⅱ中繼續(xù)加入m g鋼樣粉末，計(jì)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

考點(diǎn)：有關(guān)混合物反應(yīng)的計(jì)算,化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算,物質(zhì)的量濃度的相關(guān)計(jì)算

專題：計(jì)算題

分析：（1）根據(jù)n=

V

Vm

計(jì)算二氧化碳的物質(zhì)的量，利用元素守恒計(jì)算鋼中碳的質(zhì)量，鋼樣質(zhì)量減去碳的質(zhì)量等于鋼中鐵的質(zhì)量，根據(jù)n=

m

M

計(jì)算鐵的物質(zhì)的量；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，鋼樣的質(zhì)量增大，氫氣的體積增大，故實(shí)驗(yàn)Ⅰ、實(shí)驗(yàn)Ⅱ中硫酸有剩余，根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅰ計(jì)算生成2.8L氫氣需要鋼樣的質(zhì)量，據(jù)此判斷實(shí)驗(yàn)Ⅲ中的H₂SO₄完全反應(yīng)，根據(jù)氫元素守恒n（H₂SO₄）=n（H₂），即c（H₂SO₄）?V（H₂SO₄）=n（H₂），據(jù)此計(jì)算硫酸的濃度；根據(jù)鋼樣粉末中的鐵是否完全溶解計(jì)算；

解答： 解：（1）n（CO₂）=

0.224L

22.4L/mol

=0.010 mol，由碳元素守恒計(jì)算鋼中碳的質(zhì)量m（C）=0.01mol×12g/mol=0.12 g，
所以n（Fe）：n（C）=

28.12g-0.12g

56g/mol

：0.01 mol=50：1；
答：此鋼樣粉末中鐵和碳的物質(zhì)的量之比為50：1．
（2）①由表中數(shù)據(jù)可知，鋼樣的質(zhì)量增大，氫氣的體積增大，故實(shí)驗(yàn)Ⅰ、實(shí)驗(yàn)Ⅱ中硫酸有剩余，生成2.8L氫氣需要鋼樣的質(zhì)量為

2.8L

1.12L

×2.812g=7.03g，故實(shí)驗(yàn)Ⅲ中的H₂SO₄完全反應(yīng)，
根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅲ可得：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
1 mol 22.4L
n（H₂SO₄） 2.800L
所以n（H₂SO₄）=

2.8000L×1mol

22.4L

=0.125mol
c（H₂SO₄）=

0.125mol

0.1L

=1.25 mol/L，
答：該硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度1.25 mol/L．
②當(dāng)鋼樣粉末中的鐵未全部溶解時(shí)（m＞1.406g），剩余的固體質(zhì)量為：（5.624g+mg）-0.125mol×56g?mol^-1=（m-1.376）g，當(dāng)鋼樣粉末中的鐵全部溶解時(shí)（m≤1.406g），剩余的固體質(zhì)量為：（5.624+m）g×

0.12g

28.12g

答：當(dāng)鐵未完全溶解時(shí)，剩余固體的質(zhì)量為（m-1.376）g；當(dāng)鐵完全溶解時(shí)，剩余固體的質(zhì)量為

(5.624+m)×0.12

28.12

g，或

16.872+3m

703

g．

點(diǎn)評(píng)：本題考查物質(zhì)組成含量的計(jì)算、混合物計(jì)算、對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理方法、物質(zhì)的量濃度計(jì)算等，難度不大，注意利用守恒計(jì)算進(jìn)行解答，掌握有關(guān)物質(zhì)的量濃度的簡(jiǎn)單計(jì)算方法．