Question

生铁和钢都是铁和碳的合金，生铁含碳量为2%~4.3%，钢含碳量为0.03%~2%，化学兴趣小组的同学为确定该铁合金是生铁还是钢，他们取11.5g铁合金样品盛放到锥形瓶中，将100g稀盐酸分成5等份，分5次加入锥形瓶，每次待充分反应后记录实验数据。实验数据整理如下表所示：

次数	加盐酸前	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次
加入稀盐酸的质量（g）	0	20	20	20	20	20
锥形瓶内物质的总质量（g）	11.5	31.4	m	71.2	91.1	111.1

（查阅资料）碳不与稀盐酸反应。

请回答下列问题：

（1）根据质量守恒定律，该反应中生成气体的总质量为         。

（2）实验数据表中m的值为         。

（3）请通过计算确定该铁合金是生铁还是钢（写出计算过程，计算结果保留到0.1%）。

Answer

（1）0.4g；（2）51.3；（3）2.6%

【解析】

（1）根据质量守恒定律，该反应中生成气体的总质量为：100g+11.5g-111.1g=0.4g；

（2）第一次减少的质量为20g+11.5g-31.4g=0.1g，第三次减少的质量为60g+11.5g-71.2g=0.3g，所以第二次减少的质量为0.2g，所以40g+11.5g-m=0.2g，m=40g+11.5g-0.2g=51.3g；

（3）设该铁合金中铁的质量为x，

x=11.2g，

合金中碳的质量为：，

合金中碳的质量分数为，

2.6%介于2%~4.3%之间，该铁合金属于生铁。