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某课外兴趣小组对一批钢铁样品(杂质不溶于水,也不与稀硫酸反应)进行分析.甲、乙、...

某课外兴趣小组对一批钢铁样品(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取用的稀硫酸与钢铁样品恰好完全反应.实验数据如下:
实验操作数据及结果
烧杯+稀硫酸400g300g300g
加入钢铁样品18g18g28g
充分反应后:烧杯+剩余物417.4g317.4g327.4g
(1)哪位同学所取用的稀硫酸与钢铁样品恰好完全反应;
(2)计算样品中铁的质量分数;
(3)计算恰好完全反应后所得溶液中溶质的质量分数.(说明:其中烧杯的质量为50.8g,计算结果精确到0.1%)
(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,求出反应放出氢气质量,进而得到铁的质量和铁的质量分数. (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,18g铁样品能产生0.6g氢气,乙同学和丙同学的实验数据分析可知,300g稀硫酸能产生0.6g氢气,所以18g铁样品和300g稀硫酸能恰好完全反应,即乙同学的实验恰好完全反应; 答:乙同学取用的稀硫酸与钢铁样品恰好完全反应. (2)乙同学实验中产生氢气的质量为:300g+18g-317.4g=0.6 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   0.6g          解得:x=16.8g,y=45.6g;      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45.6g; 恰好完全反应后所得溶液的质量为:317.4g-50.8g-(18g-16.8g)=265.4g; 所以,恰好完全反应后所得溶液中溶质的质量分数为:×100%≈17.2%; 答:恰好完全反应后所得溶液中溶质的质量分数为17.2%.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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