Question

某化学兴趣小组的同学对一批铁样品（含有杂质，杂质不溶于水，也不与稀硫酸反应）进行分析，甲、乙、丙三位同学分别进行实验，其中只有一位同学所用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应．实验数据如下表：

	甲	乙	丙
烧杯+稀硫酸	200g	150g	150g
加入的铁样品	9g	9g	14g
充分反应后，烧杯+剩余物	208.7g	158.7g	163.7g

（1）______同学所用的稀硫酸与铁样品恰好完全反应；共产生______g气体．
（2）计算样品中的铁的质量分数是多少？
（3）计算恰好完全反应后所得溶液中溶质的质量分数？（烧杯质量为25.4克）

Answer

（1）由表中数据分析可知甲同学和乙同学的实验产生的氢气量相同，铁样品质量相同，但甲同学用的稀硫酸质量多，说明甲同学的实验稀硫酸过量；乙同学和丙同学的实验用稀硫酸质量相同，铁样品质量丙同学的多，而产生的氢气量仍相同，说明丙同学的实验铁样品过量．；据此即可判断谁到底恰好完全反应．
（2）上面分析已经知道，乙同学的实验是恰好完全反应的，所以计算时要用乙同学实验的数据，根据铁和稀硫酸反应的化学方程式，利用氢气质量得到铁的质量．
（3）根据氢气的质量可以求得反应生成的硫酸亚铁的质量，再求出恰好完全反应后溶液的质量；最后根据溶质质量分数=×100%即可求得恰好完全反应后所得溶液中溶质的质量分数．
【解析】
（1）由以上甲同学和乙同学的实验数据分析可知，9g铁样品能产生0.3g氢气，乙同学和丙同学的实验数据分析可知，150g稀硫酸能产生0.3g氢气，所以9g铁样品和150g稀硫酸能恰好完全反应，即乙同学的实验恰好完全反应；
故答案为：乙，0.3．
（2）乙同学实验中产生氢气的质量为：150g+9g-158.7g=0.3 g
 设参加反应的铁的质量为x，生成硫酸亚铁的质量为y；
        Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 
        56       152   2
         x        y   0.3g
    ==；
   解得：x=8.4g，y=22.8g；    
  则铁的样品中铁的质量分数=×100%=93.3%
答：样品中铁的质量分数为93.3%．
（3）由（2）可知：硫酸亚铁的质量为22.8g；
恰好完全反应后所得溶液的质量为：158.7g-25.4g-（9g-8.4g）=132.7g；
所以，恰好完全反应后所得溶液中溶质的质量分数为：×100%≈17%；
答：恰好完全反应后所得溶液中溶质的质量分数为17%．